【正文】 參數(shù)。，按所用運(yùn)算放大器，取R0=40KΩ，各電阻和電容值計(jì)算如下： 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖（6）校驗(yàn)近似條件。轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 1）校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件是否滿足：現(xiàn)在,滿足簡(jiǎn)化條件。2）校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理是否滿足，現(xiàn)在,滿足近似條件。3）校驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量。當(dāng)h=5時(shí)，而，因此，能滿足設(shè)計(jì)要求。 設(shè)計(jì)完成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)5觸發(fā)電路選擇與校驗(yàn) 觸發(fā)電路的選擇與校驗(yàn)選用集成六脈沖觸發(fā)器電路模塊，其電路如電氣原理總圖所示。從產(chǎn)品目錄中查得晶閘管的觸發(fā)電流為＜250mA,觸發(fā)電壓。由已知條件可以計(jì)算出 。因?yàn)?，所以觸發(fā)變壓器的匝數(shù)比為，取3:1。設(shè)觸發(fā)電路的觸發(fā)電流為250mA，則脈沖變壓器的一次側(cè)電流只需大于250/3=。這里選用3DG12B作為脈沖功率放大管，其極限參數(shù).觸發(fā)電路需要三個(gè)互差120176。，且與主電路三個(gè)電壓U、V、W同相的同步電壓，故要設(shè)計(jì)一個(gè)三相同步變壓器。這里用三個(gè)單相變壓器接成三相變壓器組來代替，并聯(lián)成DY型。同步電壓二次側(cè)取30V，一次側(cè)直接與電網(wǎng)連接，電壓為380V,變壓比為380/30=。6系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)MATLAB仿真本次系統(tǒng)仿真采用目前比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件MATLAB，使用MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法有兩種，一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用Power System工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路模型主要由交流電源、同步脈沖觸發(fā)器、晶閘管直流橋、平波電抗器、直流電動(dòng)機(jī)等部分組成。采用面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖方法構(gòu)成的雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型如圖61所示。 圖61 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制電路包括：給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、限幅器、偏置電路、反相器、電流反饋環(huán)、速度反饋環(huán)等，因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中單片機(jī)代替了控制電路絕大多數(shù)的器件，所以在此直接給出各部分的參數(shù)，各部分參數(shù)設(shè)置參考前幾章各部分的參數(shù)。本系統(tǒng)選擇的仿真算法為ode23tb，仿真Start time設(shè)為0，Stop 。 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開始進(jìn)行仿真。圖42是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速曲線。從仿真結(jié)果可以看出，它非常接近于理論分析的波形。下面分析一下仿真的結(jié)果。圖62 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速曲線啟動(dòng)過程的第一階段是電流上升階段，突加給定電壓，ASR的輸入很大，其輸出很快達(dá)到限幅值，電流也很快上升，接近其最大值。第二階段，ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流基本上保持不變，拖動(dòng)系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線形增長(zhǎng)。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定與反饋電壓平衡，輸入偏差為零，但是由于積分作用，其輸出還很大，所以出現(xiàn)超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線性調(diào)節(jié)階段，使轉(zhuǎn)速保持恒定，實(shí)際仿真結(jié)果基本上反映了這一點(diǎn)。由于在本系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)代替了控制電路的絕大多數(shù)控制器件，所以各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理和調(diào)整都是在單片機(jī)內(nèi)完成的，控制效果要好于本次的仿真結(jié)果。 結(jié)論 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過程如仿真圖52所示。由于在啟動(dòng)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(gè)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(dòng)時(shí)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(shí)現(xiàn)了電流受限制下的快速啟動(dòng)，利用了飽和非線性控制方法，達(dá)到“準(zhǔn)時(shí)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(gè)特點(diǎn)，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(duì)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(dòng)保護(hù)和及時(shí)抑制電壓的波動(dòng)。通過仿真可知：?jiǎn)?dòng)時(shí)，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(dòng)電流保持最大，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達(dá)到給定值；穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)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(jī)的電樞電流以平衡負(fù)載電流。總結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明確了自己原來知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明確學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫忙，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的了解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫忙我的同學(xué)。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，自行設(shè)計(jì)這對(duì)我將來踏上工作崗位是非常有幫助的。所以我非常希望通過自己的努力完成設(shè)計(jì)并希望有所突破。這也是我對(duì)自己的考驗(yàn)。于是本次設(shè)計(jì)過程中我完全按照軟件設(shè)計(jì)步驟的要求來進(jìn)行，從課題分析開始，再進(jìn)行總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì),最后到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。每一步都讓我將理論學(xué)習(xí)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去。也使我掌握了一整套規(guī)范的設(shè)計(jì)操作流程。 下面我對(duì)整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。第一，接到任務(wù)以后進(jìn)行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計(jì)的開端，選擇恰當(dāng)?shù)摹⒏信d趣的題目.第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的?？傊?，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價(jià)值的，要一一記錄下來以備后用。 第三，通過上面的過程，已經(jīng)積累了不少資料，對(duì)所選的題目也大概有了一些了解，這一步就是在這樣一個(gè)基礎(chǔ)上，綜合已有的資料來更透徹的分析題目。第四，有了研究方向，就要?jiǎng)邮謱?shí)現(xiàn)。要有計(jì)劃的分布做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟，這樣一步步地做下去之后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)要做出來并不難，只不過每每做一會(huì)兒會(huì)發(fā)現(xiàn)一處錯(cuò)誤要修改，就這樣在不斷的修改調(diào)試，再修改再調(diào)試。第五, 寫論文能提升以下幾個(gè)方面的能力:文字表述:論文里的語言非常講究，這方面需要繼續(xù)加強(qiáng)。交流、討論:文章的大致內(nèi)容寫完后，一定要和老師、其他同學(xué)多交流，讓他們多提點(diǎn)建議。一些計(jì)量軟件使用方法，可以向?qū)W長(zhǎng)們請(qǐng)教。細(xì)心:模型公式編輯、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、文章各段格式等，都需要細(xì)心。搜索:需要搜索很多資料，如何在短時(shí)間找到你想要得資料，得在搜索關(guān)鍵詞上有所設(shè)置才行。一些好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)網(wǎng)站，需要隨時(shí)記錄下來，以便日后繼續(xù)使用。我的心得也就這么多了，總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)到很多。雖然結(jié)束了，但這只能是一個(gè)開始。今后作為技術(shù)員，要學(xué)習(xí)的規(guī)范，如何的不斷提高自己的綜合能力與專業(yè)水平是我未來很多年的職業(yè)生涯里都要認(rèn)真考慮與學(xué)習(xí)的一個(gè)重要問題，在此也要感謝我的指導(dǎo)老師王老師對(duì)我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。致謝這篇的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一直是在我的指導(dǎo)教師王愛樂老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的。王愛樂老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。王愛樂老師在專業(yè)教學(xué)方面具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我的實(shí)驗(yàn)工作給予了很多的指導(dǎo)和幫助，使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實(shí)際相結(jié)合。另外，他對(duì)待問題的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)也給我留下了深刻的印象。在此表示深深的謝意。參考文獻(xiàn)[1]王兆安．電力電子技術(shù)．第4版．北京：機(jī)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(jì)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(guó)電力出版社，2004.[6]（第2版）[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 2005[7]，第3版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[8]石玉等．電力電子技術(shù)題例與電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998[9] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[10]王離九等．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．武漢：華中科技大學(xué)出版社，1991[11]胡壽松．自動(dòng)控制原理：第4版．北京：國(guó)防工業(yè)出版社[12]電工手冊(cè)[13]：冶金工業(yè)出版社，1997[14]黃?。簷C(jī)械工業(yè)出版社，1986[15]［M］.機(jī)械工業(yè)出版社，1985.附錄 圖11 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型圖22 主電路圖電路41