基于v-m的雙閉環(huán)直流運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校正開題報告-資料下載頁
2025-03-25 12:43本頁面
【正文】 態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如有圖所示圖35 晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和校正 電流調(diào)節(jié)器 （1）電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化圖 36 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖Toi—電流反饋濾波時間常數(shù) Ton—轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù) 如圖36所示反電動勢E與電流反饋的作用相互交叉，給設(shè)計(jì)帶來麻煩，須簡化。因電磁時間常數(shù)Tl遠(yuǎn)小于機(jī)電時間常數(shù)Tm，轉(zhuǎn)速變化比電流變化慢得多，因此，對電流環(huán)的電流瞬變過程來說E基本不變，△E≈0，即暫且把E的作用去掉，得到忽略E影響的電流環(huán)近似結(jié)構(gòu)圖如圖37所示，等效簡化后得：圖 37 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡 （2）電流環(huán)結(jié)構(gòu)選擇 從動態(tài)要求來看，電流環(huán)的一項(xiàng)重要作用就是保持電動機(jī)電樞電流在動態(tài)過程中不超過允許值，即在突加控制作用時不希望有超調(diào)，或者超調(diào)越小越好。從這一考慮出發(fā)，應(yīng)該把電流環(huán)校正為典型I型系統(tǒng)。電流環(huán)的另一個重要作用是對電網(wǎng)電壓波動的及時調(diào)節(jié)，從提高抗擾性能的觀點(diǎn)出發(fā)又希望吧電流環(huán)校正成典型II型系統(tǒng)。電流環(huán)按典型I系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電流調(diào)節(jié)器選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 （3）傳遞函數(shù)參數(shù)計(jì)算 （4）調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和電路參數(shù)計(jì)算 電流調(diào)節(jié)器原理如圖38所示，按電路計(jì)算各原件的參數(shù)，確定電流調(diào)節(jié)器。圖38 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)與電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)過程類似。 （1）轉(zhuǎn)速環(huán)的簡化a)b)c)圖 39 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及簡化a)用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)b)等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性近似處理 c)校正后成為典型三階系統(tǒng) （2）轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)選擇 由于設(shè)計(jì)有靜差要求，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，有考慮到動態(tài)要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 （3）傳遞函數(shù)參數(shù)計(jì)算 （4）調(diào)節(jié)器電路參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理如圖310所示，取，計(jì)算各元件參數(shù)，確定調(diào)節(jié)器。圖310 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 變壓器參數(shù)計(jì)算 一般情況下，晶閘管變流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓是不一致的，所以需要變流變壓器，通過變壓器進(jìn)行電壓變換，并使裝置于電網(wǎng)隔離，減少電網(wǎng)于晶閘管變流裝置的互相干擾。首先選擇主變壓器電路的接法，然后計(jì)算變壓器兩側(cè)的電壓、電流及變壓器的容量。 晶閘管參數(shù)及其他 晶閘管需要計(jì)算出額定電壓和額定電流，進(jìn)行選型。 電源選型，根據(jù)需要進(jìn)行放大器、可控電源、反饋裝置的選型，得出參數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)的具體計(jì)算。 建立系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型 電流與電壓間、感應(yīng)電勢與電流之間的數(shù)學(xué)模型 電流[9]與電壓之間的傳遞函數(shù)： 感應(yīng)電勢與電流之間的傳遞函數(shù)： 測速、電流反饋環(huán)節(jié) 測速環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)： 電流反饋環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)： 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)各環(huán)節(jié)得到的傳遞函數(shù)，構(gòu)造出整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖311和312所示。圖 311 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖α—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) β—電流反饋系數(shù)圖 312 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)仿真 運(yùn)用MATLAB[10]仿真[11]軟件分別對系統(tǒng)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)進(jìn)行仿真校驗(yàn)得出波形圖進(jìn)行分析。其工作界面如圖313和314所示。圖313 SIMULINK模塊瀏覽器窗口圖314 仿真模型建立設(shè)置窗口參考文獻(xiàn)[1] 阮毅. 運(yùn)動控制系統(tǒng)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2009.[2] 鄧星鐘. 機(jī)電傳動控制[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008.[3] 楊叔子. 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[M]. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006.[4] 曾令琴 （II）[M].北京：電子工業(yè)出版社，.[5] 張崇巍. 運(yùn)動控制系統(tǒng)[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2002.[6] 羅飛. 電力拖動與運(yùn)動控制系統(tǒng)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.[7] 曾孟雄，劉春節(jié)，張屹，趙千惠. 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.[8] 顧春雷，陳中. 電力拖動自動控制系統(tǒng)與MATLAB仿真[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2011. [9]錢平. 交直流傳動控制系統(tǒng)[M]. 北京：高等教育出版社，2009.[10]張聚 基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真及應(yīng)用. 北京：電子工業(yè)出版社，[11]MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 北京：國防工業(yè)出版社 2001
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