單閉環(huán)直流調(diào)速(編輯修改稿)
2025-07-21 06:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。20八、參考文獻206一、摘 要 《運動控制系統(tǒng)》是自動化專業(yè)專業(yè)的一門主要專業(yè)課。課程的主線是控制系統(tǒng)的原理和設(shè)計，應(yīng)該通過理論和實際相結(jié)合，應(yīng)用自動控制系統(tǒng)理論解決電力拖動控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題，在運用中注重控制規(guī)律。本文通過利用 Matlab 仿真平臺設(shè)計單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)， ，包括單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本構(gòu)成和工作原理、對所設(shè)計系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標(biāo)和動態(tài)性能指標(biāo)進行分析、根據(jù)動態(tài)性能指標(biāo)設(shè)計調(diào)節(jié)器、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的具體要求設(shè)計出系統(tǒng)的 Simulink 仿真模型，驗證所設(shè)計系統(tǒng)的性能、根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的具體要求給出所設(shè)計系統(tǒng)的性能指標(biāo)：上升時間 、超調(diào)量 、調(diào)節(jié)時間 、最大啟動電流 、穩(wěn)態(tài)誤差 。rt%p?stmaxdIse從而使學(xué)生更系統(tǒng)地掌握所學(xué)知識并能夠應(yīng)用運動控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、計算手冊和計算機輔助設(shè)計軟件進行運動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和參數(shù)計算。7二、總體方案設(shè)計控制原理根據(jù)設(shè)計要求，所設(shè)計的系統(tǒng)應(yīng)為單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，選定轉(zhuǎn)速為反饋量，采用變電壓調(diào)節(jié)方式，實現(xiàn)對直流電機的無極平滑調(diào)速。所以，設(shè)計如下的原理圖：圖 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖轉(zhuǎn)速用與電動機同軸相連的測速電機產(chǎn)生的正比于轉(zhuǎn)速的電壓信號反饋到輸入端，再與給定值比較，經(jīng)放大環(huán)節(jié)產(chǎn)生控制電壓，再通過電8力電子變換器來調(diào)節(jié)電機回路電流，達到控制電機轉(zhuǎn)速的目的。這里，電壓放大環(huán)節(jié)采用集成電路運算放大器實現(xiàn)，主電路用晶閘管可控整流器調(diào)節(jié)對電機的電源供給。所以，更具體的原理圖如下：圖 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)具體原理圖控制結(jié)構(gòu)圖有了原理圖之后，把各環(huán)節(jié)的靜態(tài)參數(shù)用自控原理中的結(jié)構(gòu)圖表示，就得到了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖。圖 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖9同理，用各環(huán)節(jié)的輸入輸出特性，即各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，表示成結(jié)構(gòu)圖形式，就得到了系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖。由所學(xué)的相關(guān)課程知：放大環(huán)節(jié)可以看成純比例環(huán)節(jié)，電力電子變換環(huán)節(jié)是一個時間常數(shù)很小的滯后環(huán)節(jié)，這里把它看作一階慣性環(huán)節(jié)，而額定勵磁下的直流電動機是一個二階線性環(huán)節(jié)。所以，可以得到如下的框圖：圖 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖三、參數(shù)計算設(shè)計完系統(tǒng)框圖，就可以用已知的傳遞函數(shù)結(jié)合設(shè)計要求中給定的參數(shù)進行對系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)兩套參數(shù)的計算。以便于后續(xù)步驟利用經(jīng)典控制論對系統(tǒng)的分析。為了方便以下的計算，每個參數(shù)都采用統(tǒng)一的符號，這里先列出設(shè)計要求中給出的參數(shù)及大小：電動機：P N=10kw UN=220v IdN=55A nN=1000rpm Ra=晶閘管整流裝置：二次線電壓 E2l=230v Ks=4410NadnCeRIU??主回路總電阻：R=1Ω測速發(fā)電機：P Nc= UNc=110v IdN= nNc=1900rpm系統(tǒng)運動部分：飛輪矩 GD2=10Nm2 電樞回路總電感量：要求在主回路電流為額定值 10﹪時，電流仍連續(xù)生產(chǎn)機械：D=10 s≤5﹪靜態(tài)參數(shù)設(shè)計計算A、空載到額定負(fù)載的速降 Δn N由公式： （其中 D，s 已知） 得：Δn N≤B、系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù) K由公式：
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