基于v-m的雙閉環(huán)直流運動控制系統(tǒng)的設(shè)計和校正開題報告-wenkub.com
2024-08-25 10:04 本頁面
【正文】 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)進行仿真校驗得出波形圖進行分析。 首先選擇主變壓器電路的接法，然后計算變壓器 兩側(cè)的電壓、電流及變壓器的容量。 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)計與電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計過程類似。因電磁時間常數(shù) Tl 遠小于機電時間常數(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)的一項重要作用就是保持電動機電樞電流在動態(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。 圖 33 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器一般都采用 PI 調(diào)節(jié)器，其原理如圖 33所示。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，在系 統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級聯(lián)接，如圖 32 所示。 m2， L=17Mh， Ts=， Cm=30/π 生產(chǎn)機械要求：調(diào)速范圍 [6]D=10，靜差率 s=5% 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)概述 采用轉(zhuǎn)速負反饋和 PI 調(diào)節(jié)器 [7]的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。 3 設(shè)計思路 設(shè)計方框圖 設(shè)計方框圖 [5]如下圖所示，這是大體的設(shè)計思路，供后續(xù)細致設(shè)計過程參考。首先，《運動控制系統(tǒng)》為我解決了為什么選擇雙閉環(huán)系統(tǒng)，為什么選擇直流電源的問題，知道了設(shè)計該課題的必要性和優(yōu)越性，其對雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特性詳細得接受，更有助于理解。 （ 4） 曾令琴、趙勝會主編的《電工學（ II）》 [4]介紹電工學的電子技術(shù)部分，內(nèi)容大多為電子技術(shù)的傳統(tǒng)內(nèi)容，包括晶閘管的結(jié)構(gòu)和特性、放大電 路及其工作原理與特點、用途、集成運算放大電路、穩(wěn)壓電路、整流電路、濾波電路等。并介紹了 MATLAB 的使用實例。其中對電機的控制過程有清晰全方面的介紹， 對于理解電機啟動和調(diào)速控制很有幫助。其中閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)一章對我?guī)椭艽?，涉及了基?MATLAB 軟件的系統(tǒng)仿真。因而也就有了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)是調(diào)速系統(tǒng)的 基本反饋 形式。 本課題所涉及的調(diào)速方案本質(zhì)上是改變電樞電壓調(diào)速。 （ 4）內(nèi)含嵌入式操作系統(tǒng)的控制器正在進入電動機控制領(lǐng)域 當今是網(wǎng)絡(luò)時代，信息化的電動機自動控制系統(tǒng)正在悄悄出現(xiàn)。 （ 2）應(yīng)用現(xiàn)代控制理論 在過去，人們感到自動控制理論的研究發(fā)展很快，但是在應(yīng)用方面卻不盡人意。智能功率模塊（ IPM）的廣泛應(yīng)用，使得新型電動機自動控制系統(tǒng)的體積更小，可靠性更高。 (4) LonWork(Local Operating Network 局部操作網(wǎng) )現(xiàn)場總線 它是由美國 Echelon 公司于 1990 年正式推出的。 此外 還值 得一提 的是 ，可 尋址遠 程傳 感器 數(shù)據(jù)公 路 (Highway Addressable Remote Transducer， HART)協(xié)議，它是由美國 Rosemount 公司最早推出的一種兼容 4~20mA 模擬信號和調(diào)制數(shù)字信號的現(xiàn)場總線協(xié)議。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線技術(shù)是從 80 年代后期誕生的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)歷十幾年左右的發(fā)展，國際上出現(xiàn)了幾個有代表性的現(xiàn)場總線標準和幾個系列產(chǎn)品，較流行的有 : (1) Profibus 現(xiàn)場總線 它是作為德國國家標準和歐洲國家標準的現(xiàn)場總線標準。 1995 年 6 月 PCI SIG 正式公布了 PCI 局部總線規(guī)范 版，同時 PICMG 推出了第一個標準 PCI/ISA 無源背板總線標準。 VME 總線工控機是實時控制平臺 ，大多數(shù)運行的是實時操作系統(tǒng)，并由 OS 制造商提供專用的軟件開發(fā)工具開發(fā)應(yīng)用程序。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工 、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。個人計算機（簡稱 PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC） 。 20 世紀 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)
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