雙閉環(huán)直流電動機控制系統(tǒng)設計-資料下載頁
2025-07-07 13:20本頁面
【正文】 (24) 校正成典型II型系統(tǒng)的轉速環(huán)的動態(tài)結構圖如圖15所示。 圖15 轉速環(huán)的動態(tài)結構圖4 采用MATLAB對系統(tǒng)進行仿真 利用MATLABSIMULINK對系統(tǒng)進行仿真，系統(tǒng)框圖和仿真結果如下所示。 原理框圖設計 電流環(huán)原理圖圖16 電流環(huán)原理圖 電流環(huán)的原理圖如圖16所示，輸入為階躍信號，通過ACR輸出限幅，控制輸出電流幅值大小。電流反饋環(huán)節(jié)加上PI調節(jié)器，使穩(wěn)態(tài)輸出無靜差。 轉速環(huán)原理圖 轉速環(huán)原理圖如圖17所示。階躍給定輸入信號經過一個慣性環(huán)節(jié)輸出，與反饋環(huán)節(jié)的比較作為ASR的輸入，ASR輸出限幅，控制輸出直流電壓幅值大小。負載擾動設定為階躍信號，系統(tǒng)空載啟動。若仿真時間設為5s,可以設定在3s時加入負載的擾動。 圖17 轉速環(huán)原理圖 、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理圖圖18 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的MATLAB仿真原理圖 圖中，step為一個電壓階躍信號，當t=0時，跳變?yōu)殡A躍值為10的信號。 圖中subsystem是新建的一個系統(tǒng)，通過設計參數，其等效為ASR或者ACR，只是兩者的參數設置不一樣，但內部結構相同，包含比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，如圖19所示。圖19 ASR和ACR內部結構圖 仿真結果 電流環(huán)的仿真結果如圖20所示。突加給定電壓，電流迅速上升至最大值，存在一定的超調，因給定輸入達到限幅值，強迫電樞電流上升階段結束，電流減小達到給定值并維持穩(wěn)定。設置給定值為760，在直流電動機的恒流升速階段，電流值低于760A，其原因是電流調節(jié)系統(tǒng)受到電動機反電動勢的擾動。選擇KT=，超調越大，但上升時間越短。圖20 電流環(huán)仿真結果圖21 轉速環(huán)仿真結果 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)仿真結果如圖21所示，系統(tǒng)的起動過程包含三個階段。電流上升階段、恒流升速階段和轉速調節(jié)（退飽和）階段。 利用轉速環(huán)仿真模型同樣可以對轉速環(huán)抗擾過程進行仿真，它是在負載電流IdL(s)的輸入端加上負載電流。得到轉速環(huán)的抗擾波形圖如圖22所示。圖22 轉速環(huán)抗擾仿真結果 仿真結果分析雙閉環(huán)控制電動機的轉速和電流分別由兩個獨立的調節(jié)器控制，轉速調節(jié)器的輸出就是電流調節(jié)器的給定，因此電流環(huán)能夠隨轉速的偏差調節(jié)電動機電樞的電流。當轉速低于給定轉速時，轉速調節(jié)器的積分作用使輸出增加，即電流給定上升，并通過電流環(huán)調節(jié)使電動機電流增加，從而使電動機獲得加速轉矩，電動機轉速加速上升，電機啟動性能良好，滿足動態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)定性。5 設計心得體會 兩周的《電力拖動自動控制系統(tǒng)》實訓結束了，我們收獲頗多，下面就談一下這兩周來關于本次實訓的心得體會。本次課題是直流電動機的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計，我選擇了雙閉環(huán)直流脈寬調速系統(tǒng)，即用PWM波驅動控制的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計，通過本次設計讓我們深入理解了課本所學知識，對雙閉環(huán)系統(tǒng)的設計步驟和設計過程有了更深入的了解。 通過本次課程設計，加深了對所學電力拖動自動控制系統(tǒng)課程知識的理解，特別是雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計，包括pwm觸發(fā)驅動環(huán)節(jié)，電流環(huán)、轉速環(huán)的設計。設計時借助MATLAB軟件進行直流調速系統(tǒng)分析，進一步熟悉了MATLAB中SIMULINK的仿真。同時，還利用Altium Designer設計主電路圖，熟悉硬件設計平臺，為以后的電路設計打下基礎。 在此次課程設計毫無疑問還鍛煉了我們的動手能力和獨立思考的重要思想。整個過程中，我覺得查閱各類書籍是很重要的，通過查閱圖書館的書籍可以打開我們的思路，使我們的思維不僅僅局限在一個很小的圈子里，對同一個問題有多種分析思路、解決方法。另外，我認為光靠自己一個人的力量是遠遠不夠的，當自己遇到問題實在解決不了時，可以和同學共同探討，尋找解決辦法。正所謂“三人行，則必有我?guī)煛?。兩周的實訓雖然時間很短，但是這個過程卻充滿了挑戰(zhàn)，每一個挑戰(zhàn)的完成之后我們都覺得十分的充實而有意義，感謝我們的電力拖動老師程老師對我們的認真指導，讓我們順利的完成了本次設計的要求。這次課程設計為將來的畢業(yè)設計打下了基礎，還讓我們懂得了自主學習的重要性以及主動請教的必要性，還有做什么事情都要有毅力，堅持就是勝利，有信心，會讓我們思維敏捷而且開闊，在學習上面，沒有捷徑，努力就就一定有所收獲。最后，還要感謝我們程老師的辛勤付出和悉心指導，在您的辛苦帶領下我們才能在短短的兩周內順利的完成本次意義匪淺的設計。總之，本次電拖實訓使我們獲益匪淺。祝老師：工作順利，身體健康。參考文獻1 電力電子技術、電力拖動自動控制系統(tǒng)2 夏得砛，．第2版．機械工業(yè)出版社，20073 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)．第2版．機械工業(yè)出版社，20034 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g．第4版．機械工業(yè)出版社，20075 王海英，6 羅飛．運動控制系統(tǒng)．化學工業(yè)出版社，20017 劉軍．孟祥忠．電力拖動自動控制系統(tǒng)．機械工業(yè)出版社，2007附錄：28
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