【正文】 輸出有較大的脈動(dòng)時(shí)，可使觸發(fā)裝置免于產(chǎn)生“多余脈沖” ，第二在有環(huán)流可逆系統(tǒng)中，人為地使脈沖的前移速度低于脈沖的后移速度，可以限制動(dòng)態(tài)環(huán)流的值。此外，本環(huán)節(jié)還可以調(diào)節(jié) U13min 值（即? min）和 u13max 值（即 βmin）第 1 靜態(tài)特性（1） 輸入與輸出的關(guān)系Z61～ Z66為2CP2322CK43C電流給定過(guò)流信號(hào)聯(lián)鎖輸入－VZ64* Z66* Z62*Z61* Z63* Z65*R61120R61410KR6230KC62R654K7R64 62KC61 R6330K32 61 574 U61741R61530KR6114K7C63R610470 R69Z68 Z67W621KW611KW63從調(diào)節(jié)器來(lái)的控制信號(hào)由 3端輸入，它與調(diào)節(jié)偏移的電位器 W2 所得的電壓 uw2 進(jìn)行疊加，在 BG3 的基極得到的電位為： UBG3b=(R16U3+R15UW2)/(R15+R16) =ku3+(1k)uw2式中：K=R 16/(R15+R16)當(dāng) Uw3UBG3bUw4 時(shí)，本環(huán)節(jié)工作在線(xiàn)性放大區(qū)（亦即所有三極管BG3， BG4， BG5 都工作在線(xiàn)性放大區(qū)）如果忽略三極管，發(fā)射極與基極間的電壓降和二極管正向壓降，可得： U13=UBG5b=UBG3b =ku3+(1k)uw2本環(huán)節(jié)中，取 R15=R16=20K, 所以：K=R 16/(R15+R16)=1/2 U13=1/2u3+1/2uw2,因此?U 13=1/2?u3,即本環(huán)節(jié)放大系數(shù)為 1/2。（2） U13min 的限制（即? min 限位） 由于 BG4 在導(dǎo)通時(shí) uce=0(忽略了飽和壓降 )其臨界狀態(tài)，u ce=0,因此uBG3b 的臨界值為：u BG3bL=uBG4e相應(yīng)的 u3 的臨界值為：u 3L=2uBG4euw2當(dāng) u32uBG4euw2 時(shí)，BG 3 飽和導(dǎo)通，Z 8 截止，正電源通過(guò) R18 為 BG4的基極提供飽和基極電流，BG 4 飽和導(dǎo)通。u BG4c=uBG4e,同時(shí)由于 BG3 飽和導(dǎo)通，所以 uBG3b=uBG4c= u3 繼續(xù)下降上述等式仍然成立，亦即 u13保持等于 uBG4e 值不變。 顯然：u 13min=uBG4e (3)u13max 的限幅（即 223。min 限位） 當(dāng) uBG3b=uBG4cuw4 時(shí)，Z 9 導(dǎo)通，使 uBG5b=uw4 不變，因此即使 UBG3b 繼續(xù)上升， （即 u3 繼續(xù)上升）u 13 卻保持等于 Uw4 值不變。 顯然：U 13max=Uw4第 2 動(dòng)態(tài)特性 前已分析過(guò)穩(wěn)態(tài)情況下輸入與輸出的關(guān)系如下： u13=1/2u3+1/2uw2由于 UBG4b=Uw3,因此電容器 C3 兩端的電壓為： uc3=u13uw3=1/2u3+1/2uw2uw3當(dāng)控制信號(hào)突然下降時(shí)，即?u 30；由于 C3 兩端電壓不能突變，所以 BG3 飽和導(dǎo)通 uBG3c 上升到 u13,造成 Z8 截止，節(jié)點(diǎn) BG4 的基極有以下電流關(guān)系。 Ic3=(+vuw3)/R18iBG4b這里 iBG4b 是一個(gè)變量，為了計(jì)算方便可取平均值 IBG4bcp 上式可寫(xiě)成。 ?bcpBGwcIRUv41833????3cu tIRuvcdti bcpBGwc *14833 ??????????因此：?u 13=?uc3= tIRvcbcpBGw*4183???????當(dāng)控制電壓突然上升時(shí)，即?u30, 同樣由于 c3 兩端的電壓不能突變，所以 BG3 截止，造成 Z8 導(dǎo)通，同理 BG4 基極節(jié)點(diǎn)有以下關(guān)系：ic3= bcpBGwwIRuvu4183173)(???uc3= =?dtic3 tIvbcpBGw*)(4183173 ??????因此：?u 13=?uc3= tIRuucbcpBw)(4183173??由上可知，當(dāng)控制信號(hào)突變時(shí)，輸出電壓變化速度只與?u30 或?u30有關(guān)，而與其變化的數(shù)值大小無(wú)關(guān)，只要合理選擇，R18，R17及長(zhǎng)久可以得到所希望的上升或下降速度。 觸發(fā)電路BG1NPN1B1 E3C2BG2NPN1BG5NPN1B1 E3C2BG4NPN1BG33CG210D2DIODED1DIODED3DIODED4DIODED6DIODED9DIODED8DIODED10DIODED5DIODED7DIODEKG1SCRR4750K11 2 2R3R2820R5RES2R91KR1020KR121K11 2 2R132KR1620KR1839KR1520KC21uF1 122 R1181。231。193。247。208。197。186。197。177。184。211。195。CK8WG12CW10R839KR1720KR175KC3R203KR212KR142KR213K 191。216。214。198。208。197。186。197。202。228。179。246。193。172。203。248。208。197。186。197。202。228。200。235。191。216。214。198。208。197。186。197。CK40V202。194。185。202。208。197。186。197。202。228。179。246。CK7CK5193。172。203。248。208。197。186。197。202。228。179。246。W12W11FA1FA2W22 W42CK6W32W33V+0VV0V1 122 1 122 1122C013uFC033uF+15V15V0V+0VV PWM 波形發(fā)生器為了獲得 PWM 控制信號(hào)，控制電路采用了 SG3525 芯片， “PWM 發(fā)生器”控制單元是 PWM 脈寬調(diào)速系統(tǒng)的核心，它由 PWM 芯片 SG3525，及其相關(guān)的外圍電路組成。本系統(tǒng)采用 SG3525 內(nèi)的誤差放大器作為電流調(diào)節(jié)器，因此正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)各有一個(gè)電流調(diào)節(jié)器，分屬在各自 SG3525 芯片內(nèi)。為了使 SG3525 輸出的 PWM 信號(hào)能通過(guò)脈沖變壓器的隔離傳至 IGBT 的 GS 級(jí)，采用一片 LM1413 芯片對(duì)兩路輸出 PWM 信號(hào)進(jìn)行了放大。 電流檢測(cè)在直流電源的正極引線(xiàn)上安裝有霍爾電流傳感器 CHB－50P，它由177。15V 電源供電，二次電流通過(guò)測(cè)量電阻 R＝200 歐姆形成電流反饋信號(hào)。 給定單元 給定單元由177。15V 電源，雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，隔離用二極管，降壓電阻及給定電位器組成。+15V 電源為“反向”給定，15V 為“正向”給定。 第 5 章 MATLB 仿真 MATLAB 簡(jiǎn)介系統(tǒng)仿真和調(diào)試在設(shè)計(jì)電路時(shí),要對(duì)所設(shè)計(jì)的電路的性能進(jìn)行預(yù)計(jì)、判斷和校驗(yàn)。過(guò)去常用數(shù)學(xué)和物理這兩種方法,它們對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)模較小的一般電路是可行的。隨著大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,電路品種日新月異,規(guī)模越來(lái)越大,同時(shí)對(duì)電路的可靠性、性?xún)r(jià)比也越來(lái)越高,原來(lái)的方法已完全不能適應(yīng)電路的要求?？刂葡到y(tǒng)的計(jì)算機(jī)法仿真是一門(mén)涉及到控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性新興學(xué)科。它是以控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。系統(tǒng)仿真就是用模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，而計(jì)算機(jī)仿真能夠?yàn)楦鞣N試驗(yàn)提供方便、靈活可靠的數(shù)學(xué)模型。目前應(yīng)用的比較多的是 MATLAB ,它包含了強(qiáng)大的仿真器和仿真庫(kù)。使用MATLAB 對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法是：以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的 Simulink 工具箱，從元件庫(kù)中選取所需的元件,連接好原理圖,加上激勵(lì)源,然后單擊仿真按鈕即可自動(dòng)開(kāi)始,可以同時(shí)觀察復(fù)雜的模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)波形,以及得到電路性能的全部波形。 PWM 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)仿真 仿真的動(dòng)態(tài)模型已經(jīng)在 節(jié)中給出，如圖 51 所示。而且模型中各環(huán)節(jié)的參數(shù)在 節(jié)中已經(jīng)計(jì)算好了，現(xiàn)在只需要將動(dòng)態(tài)模型和參數(shù)都輸入到 MATLAB 中的Simulink 中即可進(jìn)行仿真。在 Simulink 中建立的模型如圖 51圖 51 PWM 直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)仿真圖輸入給定 Step 為一個(gè)階躍信號(hào)，在 t=0 時(shí)刻由 0 躍變到 10，若負(fù)載擾動(dòng) Step1 不加信號(hào)，則是仿真空載啟動(dòng)的情況；若負(fù)載擾動(dòng) Step1 加一個(gè)在 t=0 時(shí)刻由 0 躍變到 37 的階躍信號(hào)，則是仿真滿(mǎn)載啟動(dòng)的情況。運(yùn)行仿真，然后雙擊 Scope 就可以查看仿真所得的電流波形和轉(zhuǎn)速波形。 仿真結(jié)果滿(mǎn)載啟動(dòng)的電流電壓波形如圖 52 所示圖 52 滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)電流、轉(zhuǎn)速波形可以看到系統(tǒng)在小于 的時(shí)間完成啟動(dòng)過(guò)程達(dá)到靜態(tài)穩(wěn)定。啟動(dòng)過(guò)程波形非常理想，可以看出滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量都滿(mǎn)足要求。 空載啟動(dòng)，穩(wěn)定后，在 t=1s 時(shí)突加額定負(fù)載的仿真波形如圖 53 所示 圖 53 空載啟動(dòng)，穩(wěn)定后，在 t =1s 時(shí)突加額定負(fù)載的仿真波形可以看到系統(tǒng)在 以前完成了空載啟動(dòng)，達(dá)到靜態(tài)穩(wěn)定，啟動(dòng)波形非常理想。可以看出空載啟動(dòng)時(shí)電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量都滿(mǎn)足要求。 空載啟動(dòng)穩(wěn)定之后，突加額定負(fù)載，可以看到系統(tǒng)只經(jīng)過(guò)了 的暫態(tài)時(shí)間便達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，電流和轉(zhuǎn)速都沒(méi)有靜差。暫態(tài)降速 ，滿(mǎn)足要求。小結(jié)與心得體會(huì)：通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。具體的說(shuō)，了解了經(jīng)典直流調(diào)速的精髓的同時(shí)，進(jìn)一步了解了交流調(diào)速系統(tǒng)所蘊(yùn)涵的發(fā)展?jié)摿Γ莆樟诉@一方面未來(lái)的發(fā)展動(dòng)態(tài)；對(duì)于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成以及其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性分析；直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立，參數(shù)的計(jì)算；深入了解了 PWM 脈寬調(diào)制系統(tǒng)的基本原理，組成，并分析了橋式可逆 PWM 的工作狀態(tài)及電壓、電流的波形。同時(shí)我對(duì)于 MATLAB 以及 Simulink 的一些使用方法和操作步驟有了更深的認(rèn)知。一開(kāi)始的時(shí)候?qū)τ谲浖行┟Ｈ?，?dǎo)致在仿真的時(shí)候總是出這樣或那樣的錯(cuò)誤，但是經(jīng)過(guò)不斷地修改，查證以及對(duì)知識(shí)的回顧終于比較完整的弄清楚了系統(tǒng)的工作過(guò)程和仿真流程，當(dāng)仿真圖做出來(lái)的時(shí)候真的是很高興。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)我也體會(huì)到，知識(shí)不用是不會(huì)真正變成自己的能力的，有很多的東西沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)終究只是紙上談兵，而且，我們所學(xué)的知識(shí)的確是很有限的，我們必須學(xué)會(huì)去查書(shū)，去洗手他人的優(yōu)秀知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)來(lái)補(bǔ)充自己。此外，任何事情的成功必然是建立在許多失敗或教訓(xùn)的前提下的?？傊?，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過(guò)的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對(duì)，分析，解決新問(wèn)題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺。致 謝 首先要感謝我的指導(dǎo)老師王躍龍老師。在他的悉心指導(dǎo)下，我才得以順利的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。從最初就為我們制定了周密科學(xué)的工作任務(wù)安排，每次都很認(rèn)真的查看我們的工作日志完成情況，對(duì)于我們的提問(wèn)也總給予耐心的解答。我還要感謝同組的同學(xué)，跟他們一起討論相關(guān)的課題，使我的思路得以極大的開(kāi)闊，并能發(fā)現(xiàn)自己在某些內(nèi)容上的欠缺。另外，我也深深的感受到了同學(xué)間的互相幫助和友誼。這也是我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的一大動(dòng)力。還有許多在論文完成過(guò)程中給予我?guī)椭娜?，在此不一一列舉了，一并表示最衷心的感謝。參考文獻(xiàn) 許曉峰 電機(jī)及拖動(dòng) 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