雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)-資料下載頁
2025-05-16 02:27本頁面
【正文】 0=40KΩ，各電阻和電容值計算如下： 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖（6）校驗近似條件。轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 1）校驗電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件是否滿足：現(xiàn)在,滿足簡化條件。2）校驗小時間常數(shù)近似處理是否滿足，現(xiàn)在,滿足近似條件。3）校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量。當h=5時，而，因此，能滿足設(shè)計要求。 設(shè)計完成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)4系統(tǒng)調(diào)試由于本文只進行了理論性設(shè)計，故在系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段只對控制電路部分進行了MATLAB仿真，以分析直流電機的啟動特性。采用MATLAB中的simulink工具箱對系統(tǒng)在階躍輸入和負載擾動情況下的動態(tài)響應(yīng)（主要為轉(zhuǎn)速和電樞電流）進行仿真。仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法，本文采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法。 系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖在仿真過程中，Matlab設(shè)置很多不同的算法，而不同的算法，對仿真出來波形影響很大。對于用數(shù)值方法求解常系數(shù)微分方程(Ordinary Differential Equation,簡寫為ODE)或微分方程組，MATLAB提供了七種解函數(shù)，最常用的是ODE45。ode45可用于求解一般的微分方程，他采用四階、五階龍格庫塔法。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果圖上部為電機轉(zhuǎn)速曲線，中部為擾動電流曲線，下部為電機電流曲線。加電流啟動時電流環(huán)將電機速度提高，并且保持為最大電流，而此時速度環(huán)則不起作用，使轉(zhuǎn)速隨時間線性變化，上升到飽和狀態(tài)。進入穩(wěn)態(tài)運行后，轉(zhuǎn)速換起主要作用，保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。在第二秒時，外加一擾動信號，此時轉(zhuǎn)速受擾動信號影響有所下降，但因為轉(zhuǎn)速環(huán)的作用重新將轉(zhuǎn)速拉入穩(wěn)定值。 圖上部為轉(zhuǎn)速曲線，下部為電流曲線。因為開環(huán)系統(tǒng)中沒有反饋信號，而電機在帶載的一瞬間要有一個做功的過程，也就是建立系統(tǒng)帶載狀態(tài)下的穩(wěn)定狀態(tài)的過程，這部分功需要增大電機的電流來補償，同時也會犧牲一部分動能，也就是電機的轉(zhuǎn)速，所以產(chǎn)生了靜態(tài)速降。5 結(jié)論 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止狀態(tài)啟動時。由于在啟動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三個階段，即電流上升階段、恒流升速階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。從啟動時間上看，第二階段恒流升速是主要的階段，因此雙閉環(huán)系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了電流受限制下的快速啟動，利用了飽和非線性控制方法，達到“準時間最優(yōu)控制”。帶PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)還有一個特點，就是轉(zhuǎn)速必超調(diào)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR的作用是對轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)并使之在穩(wěn)態(tài)是無靜差，其輸出限幅決定允許的最大電流。ACR的作用是電流跟隨，過流自動保護和及時抑制電壓的波動。通過仿真可知：啟動時，讓轉(zhuǎn)速外環(huán)飽和不起作用，電流內(nèi)環(huán)起主要作用，調(diào)節(jié)啟動電流保持最大，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達到給定值；穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速負反饋外環(huán)起主要作用，使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電壓的變化而變化，電流內(nèi)環(huán)跟隨電流外環(huán)調(diào)節(jié)電機的電樞電流以平衡負載電流。6總結(jié)與體會 經(jīng)過這次的課程設(shè)計，不僅在書上學(xué)到的知識得到了鞏固，而且還在設(shè)計過程中拓展了其他沒有學(xué)過的知識。這次的課程設(shè)計經(jīng)歷了將近一個暑假，從查找資料，到確定方案，最后再到用軟件仿真，我們組都團結(jié)協(xié)作，互相幫助，并且得到老師的關(guān)懷。我們以前學(xué)習(xí)的知識都漸漸離我們遠去，甚至不知道、不清楚哪些知識該用到哪些地方，什么時候用。學(xué)校安排了這次課程設(shè)計，通過自己查找資料，了解情況，讓我們清楚我們學(xué)的知識與現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)之間的聯(lián)系，使得我們對知識深刻的了解和鞏固。與此同時，在團隊的協(xié)作中使我們在與人共事之中學(xué)會交流學(xué)會合作。因為在今后的工作中一個人獨立完成不與別人合作，是基本不可能的，所以在這次課程設(shè)計中也鍛煉了我們的團隊的協(xié)作精神，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累了經(jīng)驗，是一筆難得的財富。7參考文獻[1]王兆安，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.[2]張廣溢，[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002.[3][M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2008.[4] DXP電子電路設(shè)計培訓(xùn)教程[M].北京：人民郵電大學(xué)出版社，2003.[5][M].北京：中國電力出版社，2004.[6]（第2版）[M].北京： 機械工業(yè)出版社. 20
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