雙閉環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)簡介電子專業(yè)畢業(yè)設計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-01-18 13:49本頁面
【正文】 見電流環(huán)還是比較穩(wěn)定的。它的上升時間是0 .0183s，上升時間是用來反映動態(tài)響應的快速性的，同樣，電流環(huán)的動態(tài)響應是比較快的?？梢?，系統(tǒng)的跟隨性能是很好的。 2．電流環(huán)抗擾性能分析可知其性能指標：最大動態(tài)降落：最大動態(tài)降落時間：同理，圖63b）為電流環(huán)在擾動作用點3施加單位階躍信號的擾動響應曲線，由圖可知其性能指標：最大動態(tài)降落：最大動態(tài)降落時間：對大多數(shù)機器設備，控制系統(tǒng)的抗擾性能指標是至關重要的，它比系統(tǒng)的跟隨性能指標更為人們所關注。對于電流環(huán)，通過上面的仿真圖可以看出，它的抗擾性能有如下幾點：1）由于電流環(huán)的存在，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調節(jié)，抗擾性能大有改善。2）同樣由上圖也可以看出系統(tǒng)對負載的大幅度突變也有良好的抗擾能力。 3）從圖中還可以看出，當擾動作用發(fā)生時，可見它的響應速度是非?？斓?，這也是我們設計此系統(tǒng)的原因之一。3．電流環(huán)頻域分析根據(jù)自動控制原理，頻域分析的特點是運用閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)頻域特性曲線來分析閉環(huán)系統(tǒng)的響應及其性能，頻域分析的主要內容是畫Bode圖與計算頻域性能指標。圖64 電流閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)結構圖下由圖65得出電流環(huán)的頻域性能指標：幅值裕度：Gm =；相角裕度：Pm = ；幅值穿越頻率：Wcp =；剪切頻率：Wcg =。實際工程上，一般要求幅值裕度，相角裕度?？梢婋娏鳝h(huán)有足夠的穩(wěn)定裕量，其頻域性能是很好的。圖68 轉速環(huán)階躍響應Simulink曲線通過編程運行出的轉速圖如上圖，由圖68可以看到曲線單調上升，完全無超調，并且在3s內達到穩(wěn)態(tài)。我們設計時要求超調小于10%。這與設計要求吻合。2．轉速環(huán)的抗擾性能的分析在分析了電流環(huán)的抗擾性能后，再來分析一下轉速環(huán)的抗擾性能。一般來說，雙閉環(huán)調速系統(tǒng)具有比較滿意的動態(tài)性能。對于調速系統(tǒng)，最重要的動態(tài)性能是抗擾性能。主要是抗負載擾動和抗電網(wǎng)電壓擾動的性能。按照圖67分別在擾動信號作用點2和3加階躍擾動信號后進行仿真，它們的階躍響應曲線如圖69a）和圖69b）所示。階躍最大動態(tài)降落：最大動態(tài)降落時間：同理由圖69b）也可得到階躍擾動響應性能指標有：最大動態(tài)降落：最大動態(tài)降落時間：由上面的仿真圖可以看出它的抗擾性能有如下幾點：1）由于負載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉速調節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。負載擾動可以通過轉速反饋得到比較及時的調節(jié)，抗擾性能大有改善。2）同樣由上圖也可以看出系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓的大幅度突變也有良好的抗擾能力。3）從圖中還可以看出，當擾動作用發(fā)生時，可見它的響應速度也是非?？斓模瑯?，這也是我們設計此系統(tǒng)的原因之一。3．轉速環(huán)頻域分析圖610 轉速閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)結構圖得出電流環(huán)的頻域性能指標：幅值裕度：Gm =；相角裕度：Pm = ；幅值穿越頻率：Wcp =；剪切頻率：Wcg =。實際工程上，一般要求幅值裕度，相角裕度?？梢娹D速環(huán)有足夠的穩(wěn)定裕量，其頻域性能是很好的。4．起動過程電動機的轉速輸出仿真分析圖612是模擬電動機的起動過程轉速的仿真曲線。在圖中我們可以看到，電動機起動時轉速逐漸增加，經(jīng)過一段時間轉速基本達到穩(wěn)定。由此可見，它與我們前面第三章所敘述的起動過程的轉速波形基本上是一致的，仿真結果與理論分析較為吻合。結 論隨著近代電力電了技術和計算機技術的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應用，自動化電力拖動正向著計算機控制的生產(chǎn)過程自動化的方向邁進，以達到高速、優(yōu)質、高效率地生產(chǎn)。在大多數(shù)綜合自動化系統(tǒng)中，自動化的電力拖動系統(tǒng)仍然是不可缺少的組成部分。本文設計的是轉速﹑電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，在設計中，使我對轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成、數(shù)學模型、靜特性和動態(tài)性能有了總體的認識，并對調節(jié)器的工程設計方法有了本質上的把握，從而才具備了清晰的設計思路來完成本次設計。對工程設計方法有了一定的了解后，結合教材所學內容，就可以對設計方案進行選擇。在對轉速環(huán)和電流環(huán)作了相應的簡化后，依據(jù)設計所需要的靜特性與動態(tài)性能確定系統(tǒng)的型別及選用的調節(jié)器類型。該系統(tǒng)是在單閉環(huán)的基礎上加以改進后完成的，通過對電力拖動自動控制系統(tǒng)的學習，我們了解到了單閉環(huán)系統(tǒng)在運用中存在一些缺點和不足，為了彌補這個不足，我們引入了轉速﹑電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，它是通過轉速負反饋和電流負反饋兩個環(huán)節(jié)分別起作用來設計的。進而達到我們所期望的效果。通過這次設計，我具有了通過運用理論上所掌握的知識來獨立發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，在這次畢業(yè)設計中我又一次重新學習了 MATLAB及系統(tǒng)的控制仿真，使我對MATLAB有了進一步的了解和認識。同時也對比例積分調節(jié)器的功能有了進一步的認識。本次畢業(yè)設計使我受益非淺，這對我今后會有很大的幫助。謝 辭本文是在張嘉英老師的悉心指導下完成的。在整個課題研究過程中，張老師給予我耐心、細致的指導，每一次我遇到不會的問題張老師都及時的幫我解決，在設計此文的過程中，張老師幫助我解決了很多實際問題。她那扎實的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，一絲不茍的工作作風和平易近人的長者風范，不僅使我的專業(yè)知識得到提高，也將影響我今后的工作和生活，督促我不斷進步，使我終生受益。值此論文完成之際，謹向尊敬的張老師表示我最誠摯的謝意和崇高的敬意!在我做畢業(yè)設計論文的過程中，也得到了其他同學的耐心指導和悉心幫助，還對本文提出很多寶貴意見。在此表示由衷的謝意!感謝她們對我的幫助。課題設計中的一些問題是在和她們進行討論之后得到了啟發(fā)。這才使我能夠順利的完成本次畢業(yè)設計論文。最后，還要特別感謝我的父母和我的朋友們，在近二十年的求學生涯中，家人和朋友們給予了我無微不至的關心和全力支持，我的成長凝聚了他們的心血和汗水。29
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