【正文】 圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 訂順序 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，謝謝你們！ 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工 作及取得的成果。 在此，謹(jǐn)向 王老師 表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝 王老師 在我 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給與我的極大地幫助。 首先要感謝 王志和 教授，因?yàn)?設(shè)計(jì)以及論文 是在 王老師的 悉心指導(dǎo)下完成的。 通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更好的理解掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理并對(duì) Matlab軟件有了更加深刻的認(rèn)知，對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作有很大的幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)耗時(shí)三個(gè)月，期間遇到了很多問題與困難，本次設(shè)計(jì)可以說對(duì)我的人生是一次很好的歷練，順利完成本次設(shè)計(jì)給我的人生留下了一筆寶貴的 財(cái)富。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 結(jié) 論 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)作為外環(huán)構(gòu)成的直流調(diào)速系統(tǒng)， 可獲得優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)調(diào)速特性 。 按照工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的過程中，由于非線性環(huán)節(jié)線性化處理、近似處理、降階處理、調(diào)節(jié)器的飽和非線性等因素導(dǎo)致了工程設(shè)計(jì)與性能架求有差距。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恒，輸入偏差為 0，但是由于積分的作用，其輸出還是很大，所以出現(xiàn)超調(diào)。 圖 4－ 9（ a）雙閉環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速仿真圖形 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 圖 4－ 9（ b）雙閉環(huán)系統(tǒng)電流仿真圖形 仿真結(jié)果分析 仿 真結(jié)果如圖 4－ 7 所示，從仿真結(jié)果可以看到，啟動(dòng)過程的第一階段時(shí)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)到了限幅值，電流上升的也很快，接近其峰值。這兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采 用 PI 控制器，參數(shù)設(shè)置分別為： ACR: 2, 100,cp ciKK??上下限幅值為 [130,130] ASR: , 10,sp siKK??上下限幅值為 [40,40] 限幅器的上下限設(shè)置為： [50,50]。 圖 4－ 5直流電動(dòng)機(jī)參數(shù) 6 脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 同步 6 脈沖發(fā)生器的參數(shù)設(shè)置如圖 4－ 6 所示。 圖 4－ 3多功能橋模型參數(shù)設(shè)置 平波電抗器的參數(shù)設(shè)置如圖 4－ 4所示。由此可都到三項(xiàng)交流電源。 得： s? ??? （ 3－ 26） 得： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 2221 3 9 6 .42NnhKshT ????? （ 3－ 25） ASR 的比例系數(shù)為： 2( 1 ) 4 3 .72 emnnh c TKsh R T?? ????? （ 3－ 26） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) MATLAB 仿真 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的建模 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如圖 41所示。 3. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)包括 nK 和 n? 。和前面一樣，把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為 ()nUs?? ，再把時(shí)間常數(shù)為 onT 和 2iT? 的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為 nT? 的慣性環(huán)節(jié)，且： 2 ? ? ， ? 2 0 .0 1 7 4n i onT T T s??? ? ? （ 3－ 22） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖 3－ 7 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其近似處理 由圖 2（ b）可以明顯地看出，要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型 Ⅱ 型系統(tǒng)， ASR 也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： 1() nASR n nsW s K s?? ?? （ 3－ 23） 式中： nK 為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； n? 為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 電流調(diào)節(jié) 器的參數(shù)包括 iK 和 i? 。近似條件可轉(zhuǎn)化為： 13ci mlTT? ? （ 3－ 4） 2. 按典型 I 型系統(tǒng)來設(shè)計(jì)電流環(huán) 3. 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇 要校正成典型 I 型系統(tǒng)，采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 1() iACR i isW s K s?? ?? （ 3－ 5） 式中： iK 為電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； i? 為電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。為了簡(jiǎn)單起見，假定為理想空載，即 0dLI ? ，再將反饋引出點(diǎn) 移到電流環(huán)內(nèi)，得結(jié)構(gòu)圖如圖 3（ b）所示，利用反饋連接等效變換，最后得到圖 3－ 3（ c）。 現(xiàn)在研究一下忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的條件。再反給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，得圖 3－ 2（ b）最后， sT 和 oiT 一般都比LT 小得多，可以當(dāng)作小慣 性環(huán)節(jié)處理，看成一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，?。? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 i s oiT T T? ?? （ 3－ 1） 則電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡(jiǎn)化成圖 3－ 2（ c）。反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)來說只是一個(gè)變化緩慢的擾動(dòng)作用，在 電流調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過程中可以近似地認(rèn)為 E 基本不變，即 0E??。在還沒有設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán) 時(shí) ，要考慮它的影響自然是比較困難的。 電流環(huán)的設(shè)計(jì) 電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖 3－ 1 所示， 圖 3－ 1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 oiT — 電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)； onT — 轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) 電流環(huán)的設(shè) 計(jì) 1. 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化 圖 3－ 1 中虛線框內(nèi)就是電流環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 第三章 電流環(huán) 與轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁，逐漸增加觸發(fā)電路的控制電壓 gU ，分別讀取對(duì)應(yīng)的 ctU 、 TGU 、 dU 、 n的數(shù)值若干組，記錄于表 2－ 5中，即可描繪出特性曲線 ()d ctU f U? 和 ()TGU f n? 。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 測(cè)試時(shí)電樞回路中附加電阻應(yīng)全部切除，突然給電樞加電壓，用數(shù)字存儲(chǔ)示波器記錄過 渡過程曲線 ()n f t? ，即可由此確定機(jī)電時(shí)間常數(shù)。 mC 可由 eC 求出 : ? (220) 表 2－ 4 電動(dòng)機(jī)電勢(shì)常數(shù) eC 和轉(zhuǎn)矩常數(shù) mC 的測(cè)定 次序 N (r/min) aU (V) dI (A) eC mC 1 300 43 2 800 113 3 1500 210 平均值 最后的結(jié)果取三次平均值。 可由下式算出 eC : 2 1 2 1( ) /( )e e a aC K U U n n? ? ? ? ? (219) 式中， eC 的單位為 ()V rm 。然后保持 gU 不變，將給定的 2S 撥到接地位置，然后撥動(dòng)給定 2S 從接地到正電壓躍階信號(hào)，用數(shù)字存儲(chǔ)示波器記錄 ()di f t? 的波形，在波形圖上測(cè)量 出當(dāng)電流上升至穩(wěn)定值的 %時(shí)的時(shí)間，即為電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù) dT 。當(dāng) t=LT 時(shí)，有 ddd IeIi )1( 1 ??? ? (218) 圖 28 電流上升曲線 實(shí)驗(yàn)線路如 圖 29所示。由于本實(shí)驗(yàn)裝置的電機(jī)容量比較小，應(yīng)用此法測(cè) 2GD 時(shí)會(huì)有一定的誤差。 電機(jī)空載自由停車時(shí)， 0M? ， LM = 0M ，則運(yùn)動(dòng)方程式為 : 20 ( / 3 7 5 ) /M G D dn dt?? (213) 從而有 2 03 7 5 / /G D M d n d t? (214) 式中 2GD 的單位為 2Nm ； 0M 可由空載功率 0P (單位為 W)