重慶大學(xué)運(yùn)動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 06:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ：（1） 查詢文獻(xiàn)資料或者結(jié)合某具體應(yīng)用背景，自選交流異步電動機(jī)及電樞電路的參數(shù)，并設(shè)定系統(tǒng)預(yù)期性能指標(biāo)；（2） 確定逆變器控制方案（如SPWM、SVPWM或CFPWM等），繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)計(jì)算；（3） 根據(jù)升降速時(shí)間要求設(shè)計(jì)積分電流給定算法；（4） 根據(jù)負(fù)載需求設(shè)計(jì)低頻電壓補(bǔ)償算法，繪制U/f曲線；（5） 建立系統(tǒng)仿真模型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果并進(jìn)行仿真分析。主要的分析內(nèi)容：（1）不帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制方式下，分析系統(tǒng)在額定負(fù)載下起動過程的轉(zhuǎn)速、逆變器輸出電壓、電流及頻率響應(yīng)特性，分析給定積分算法對起動電流的限制效果；（2）帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制方式下，分析低頻電壓補(bǔ)償對系統(tǒng)機(jī)械特性的影響，計(jì)算補(bǔ)償前后的臨界轉(zhuǎn)矩并與仿真結(jié)果相比較。V目 錄 1 引言 12 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)組成 2 主電路結(jié)構(gòu) 2 α=β配合控制 2 系統(tǒng)原理框圖 33 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 直流電動機(jī)的選擇 4 4 4 雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 5 5 5 5 6 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR設(shè)計(jì) 7 轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化 7 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的選擇 7 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的參數(shù)計(jì)算 7 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用 84 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 8 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真框圖 8 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 8附錄 11參考文獻(xiàn) 121運(yùn)動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文） 1 引言1 引言在生產(chǎn)機(jī)械尤其是機(jī)床加工的過程中，要求電機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速的啟動和制動，這就需要電機(jī)拖動系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。對于直流調(diào)速系統(tǒng)可采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，采用電流負(fù)反饋能夠得到近似的恒流過程，并且要做到在起動過程只有電流負(fù)反饋，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)又只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。由ASR和ACR分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者間實(shí)行串級連接，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE，最終實(shí)現(xiàn)對直流電機(jī)的調(diào)速控制。對于可逆系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可采用改變電樞電壓的極性，或者改變勵磁磁通的方向，都能夠改變直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，這對于電動機(jī)而言是很簡單的事。然而當(dāng)直流電動機(jī)采用電力電子裝置供電時(shí)，由于電力電子器件的單向?qū)щ娦?，問題變得復(fù)雜。根據(jù)之前所學(xué)知識，可以采用直流PWM可逆調(diào)速和VM可逆直流調(diào)速，兩種可逆調(diào)速系統(tǒng)各具優(yōu)勢。本次課程設(shè)計(jì)以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，根據(jù)所選用的電動機(jī)參數(shù)分別設(shè)計(jì)對應(yīng)的電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)；采用VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，對電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后根據(jù)所得到的設(shè)計(jì)方案，用MATLAB軟件的Simulink模塊建立直流可逆調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，根據(jù)仿真的結(jié)果對轉(zhuǎn)速反向動態(tài)過程進(jìn)行分析。 1運(yùn)動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文） 2 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)組成2 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)組成 主電路結(jié)構(gòu)由于晶閘管的單向?qū)щ娦裕瑢τ谛枰娏鞣聪虻闹绷麟妱訖C(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)，必須使用兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)線路來實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)速，如下圖所示。電動機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置VR供電。兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動機(jī)的起、制動和升、降速。 兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路 α=β配合控制采用兩組晶閘管整流裝置反并聯(lián)的可逆VM系統(tǒng)在兩組裝置同時(shí)工作時(shí)，會產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。正組VF和反組VR都處在整流狀態(tài)時(shí)，造成兩組的直流平均電壓正、負(fù)相連，會產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。為了防止直流平均環(huán)流的產(chǎn)生，應(yīng)在正組處于整流狀態(tài)時(shí)，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)，并使兩組輸出電壓的平均值大小相等、符號相反。因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時(shí)，應(yīng)有正組的觸發(fā)延遲角等于反組的逆變角即α=β配合控制。如果將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在90176。，增大控制電壓移相時(shí)，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等、符號相反就可以了，對應(yīng)觸發(fā)角、逆變角的變化如下圖所示。 α=β配合控制特性 系統(tǒng)原理框圖，該VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的動
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