電機拖動與自動控制系統(tǒng)課程設計-資料下載頁
2025-09-29 08:31本頁面
【導讀】高性能可控電力拖動的領域中得到了廣泛的應用。近年來直流調速系統(tǒng)發(fā)展很。我們可以首先從單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)來研究。其動態(tài)模型，省去大量的計算，通過修改動態(tài)模型可完善系統(tǒng)性能?，F的，因此調速系統(tǒng)是最基本的驅動控制系統(tǒng)。調速系統(tǒng)目前分為交流和直流調。因此在相當長的時期內，高性能的調速系統(tǒng)幾乎都采用了直流調。相比于交流調速系統(tǒng)，直流調速系統(tǒng)在理論上和實踐上更加成熟?；钯|量，因此，人類社會的生產、生活發(fā)生了巨大變化。隨著新型電力電子器件。斷優(yōu)化和提高，這一變化的影響將越來越大。速性能、低廉的價格越來越被大眾接受。動機-發(fā)電機、閉環(huán)控制系統(tǒng)組成。
【正文】 擾動引起的穩(wěn)態(tài)速差為 0/)1)(1()1)(1(lim)(lim)( 200 ????????????? ??esmlmslsedlss CKsTsTTsTssTsTC RIsnssn ??? （ ） 可見，積分控制的調速系統(tǒng)是無靜差的。 比例積分控制時的穩(wěn)態(tài)抗擾誤差 用比例積分調節(jié)器控制的閉環(huán)調速系統(tǒng)的動態(tài)結構如圖 。 圖 給定為 0 時采用積分調節(jié)器圖 圖 給定為 0 時采用比例積分調節(jié)器 的閉環(huán)調速系統(tǒng)結構圖 的閉環(huán)調速系統(tǒng)工程結構圖 則穩(wěn)態(tài)速差為 0)1()1)(1()1)(1(lim)(lim)(200???????????????? sKCKsTsTTsTssTsTsC RIsnssnpiesmlmslsedlss ???? （ 3.20） 因此，比例積分控制的系統(tǒng)也是無靜差調速系統(tǒng)。 穩(wěn)態(tài)抗擾誤差與系統(tǒng)結構的關系 上述分析表明，就穩(wěn)態(tài)抗擾性能來說，比例控制系統(tǒng)是有靜差的，而積分控14 制和比例積分控制系統(tǒng)都沒有靜差。顯然，只要調節(jié)器中有積分成份，系統(tǒng)就是無靜差的。只要在控制系統(tǒng)的前向通道上在擾動作用點以前含有積分環(huán)節(jié)，則外擾動便不會引起穩(wěn)態(tài)誤差。 4 電路設計和仿真 該系統(tǒng)的控制對象是直流電動機 M，被控量是電動機的轉速 n，晶閘管觸發(fā)及整流電路為功率放大和執(zhí)行環(huán)節(jié)，和晶閘管同步脈沖觸發(fā)電路，用來調節(jié)晶閘管的控制角。測速模塊把測得的轉速反饋到輸入中。 電路原理 選用轉速為反饋量，采用變電壓調節(jié)方式，設計單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，其原理圖如圖 所示，該系統(tǒng)可實現對直流電機的無級平滑調 速。 圖 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)原理圖 該系統(tǒng)由整流變壓器、平波電抗器、晶閘管整流調速裝置、電動機 發(fā)電機15 和測速反饋組組成。圖中將反映轉速變化的電壓信號作為反饋信號，經速度變化后接到電流調節(jié)器的輸入端，與給定的電壓相比較，經放大后，得到移相控制電壓 Uct，用其作為控制整流橋的觸發(fā)電路，觸發(fā)脈沖經功放后加到晶閘管的門極和陰極之間，以改變三相全控整流的輸出電壓，這就構成了速度負反饋閉環(huán)控制 系統(tǒng) 。電動機的轉速隨給定電壓變化，電動機最高轉速由電流調節(jié)器的輸出限幅所決定，電流調節(jié)器采用比例（ P）調節(jié)，對階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，想要消除上述誤差，須將調節(jié)器換成比例積分（ PI）調節(jié)。這時當給定電壓恒定時，閉環(huán)系統(tǒng)起到了抑制所用，當電動機負載或電源電壓波動時，電動機的轉速穩(wěn)定在一定的范圍之中。 MATLAB 仿真 （ 1）觸發(fā)電路的建模 子系統(tǒng)封裝：16 仿真結果 點擊運行，查看示波器，波形如圖 所示：17 18 圖 仿真波形圖 圖 表示轉速、電樞電流、勵磁電流、電磁轉矩仿真波形，其中橫坐標表示時間 /s，縱坐標分別表示 r/min、 A、 A 和 Nm，通過分析可知，該仿真結果與實際運行結果是相似的，說明系統(tǒng)的建模和仿真是成功的。19 經 過為期一周的研究與設計，本次電機與拖動課程設計 — 晶閘管 直流電動機單閉環(huán)調速系統(tǒng) 較為順利的完成。通過這次課程設計，使我更進一步了解了直流電動機的工作原理及其起動過程，對直流電機的電力拖動有了更加深入的理解與體會。 與此同時，同學間的團結協(xié)作，密切配合，各抒己見同樣起到了至關重要的作用，這也是我明白了集體的重要性。另外，在設計過程中，也進一步礪練了自己，增強了獨立發(fā)現問題、思考并解決問題的能力，相信這些能力對于將來走進就業(yè)崗位都會有極大地益處。 并且我對所學的課程又有了更深的了解和認識，尤其是電力電子和電力 拖動兩門課程，彌補了我以前學習的不足，并學會了使用 MATLAB 這一功能強大的軟件，為我以后的學習和發(fā)展奠定了良好的基礎。 總而言之，在這一周的實踐中，我學到了許多有意的東西，這些東西都是很寶貴的財富。 20 參 考 文 獻 1 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) .第二版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 2 魏炳貴 .電力拖動基礎 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 3 王忠禮，段惠達，高玉峰 .MATLAB 應用技術 .北京：清華大學出版社， 2020 4 湯蘊謬，羅應立，梁艷萍 .電機學 .第三版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 5 IEEE Control Systems ： IEEE 6 林瑞光 .電機與拖動基礎 .杭州：浙江大學出版社， 2020 7 王兆安，黃俊 .電力電子技術 .第四版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 8 （美）卡西 .電機原理與設計的 MATLAB 分析 .北京：電子工業(yè)出版社，2020 9 王忠禮，段惠達，高玉峰 .MATLAB 應用技術 .北京：清華大學出版社，2020 附錄 A 單閉環(huán)轉速負反饋直流調速系統(tǒng)仿真原理圖 21
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