自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-wenkub.com
2025-06-22 03:36 本頁面
【正文】 這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，不僅是鞏固了先前學(xué)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的理論知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。二是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)速必須出現(xiàn)超調(diào)才能使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR退出飽和狀態(tài)，如果生產(chǎn)工藝要求不允許有超調(diào)，如何來解決這個(gè)問題呢？最終我總結(jié)了兩種法案，一是瞬間降低轉(zhuǎn)速給定電壓，二是自動(dòng)提高轉(zhuǎn)速反饋電壓。在設(shè)計(jì)過程快完成時(shí)，我的設(shè)計(jì)又出現(xiàn)了兩個(gè)難點(diǎn)，一是在設(shè)計(jì)過電流保護(hù)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，要求是在控制電路中檢測(cè)到電流，然后能馬上切斷晶閘管的電壓實(shí)現(xiàn)保護(hù)。課程設(shè)計(jì)讓我們走出了課堂的局限，能夠讓自己親身實(shí)踐，設(shè)計(jì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對(duì)電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系沈 陽 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 統(tǒng)中不能完全按照要求來控制動(dòng)態(tài)過程的電流或轉(zhuǎn)矩。因此，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。電流調(diào)節(jié)器的作用（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓U（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。這里我就不一一介紹。如果生產(chǎn)工藝要求不允許有超調(diào)，如何來解決這個(gè)問題呢？問題關(guān)鍵點(diǎn)已經(jīng)明確，如果能找到一種方法即讓轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入信號(hào)極性改變，又要讓實(shí)際轉(zhuǎn)速不超調(diào)，問題就會(huì)全面解決。（2）第Ⅰ第Ⅲ階段的電流上升率不能控制。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)及解決方案由雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)得分析可知，該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的上升加速度/可以任意控制，起動(dòng)過程能實(shí)現(xiàn)時(shí)間最優(yōu)控制。因此，在雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓擾動(dòng)所引起的動(dòng)態(tài)速度變化要比在單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中小的多[4]。芯片用作比較器正常工作；（10）進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)試，芯片用作比較器時(shí)不能正常工作。LM393的電機(jī)保護(hù)電路圖如圖16所示。KT過小時(shí)，沈 陽 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能滿足不了使用要求的需要。以KT=Ⅰ+，很快地得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖12(b)所示；以KT=+，同樣得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖12(c)所示；以KT=+，同樣得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖12(d)所示。KT過小時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能滿足不了使用要求的需要。以KT=Ⅰ+，很快地得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖11(b)所示；以KT=+，同樣得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖11(c)所示；KT=數(shù)為10+，同樣得到了電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果如圖11(d)。圖10 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真模型沈 陽 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 雙擊階躍輸入模塊把階躍值設(shè)置為10。給定KT=，超調(diào)量為0；而當(dāng)給定KT=，%。圖8 電流環(huán)的仿真模型圖9（a）的PI參數(shù)是根據(jù)上述電流環(huán)設(shè)計(jì)的結(jié)果設(shè)定的，參數(shù)關(guān)系是KT=。轉(zhuǎn)速小時(shí)間常數(shù)T。min/r，要求轉(zhuǎn)速無靜差，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量≤10%。（2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求≤5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。（1）確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)T=。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為T的給定濾波環(huán)節(jié)。從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋的作用，分別設(shè)置了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器。第Ⅰ階段是電流上升階段。換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。圖2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 系統(tǒng)的靜特性分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖3所示，兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用帶限幅作用的PI調(diào)節(jié)器。圖中ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR為電流調(diào)節(jié)器，TG為測(cè)速發(fā)電機(jī)，TA為電流互感器，UPE為電力電子變換器，為轉(zhuǎn)速給定電壓，為轉(zhuǎn)速反饋電壓，為電流給定電壓，為電流反饋電壓。2 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 系統(tǒng)的組成如圖1所示，為了使轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）和電流調(diào)節(jié)器（ACR），二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）連接，且都帶有輸出限幅電路。目的是使學(xué)生鞏固和加深課程的理論知識(shí)，結(jié)合實(shí)際，融會(huì)貫通。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。圖1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)沈 陽 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說明書 系統(tǒng)的工作原理如圖2所示，圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出的電壓的實(shí)際極性，他們是按照電力電子變換器的控制電壓U為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U決定了電流給定的最大值，電流
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