重慶大學(xué)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(參考版)
2025-07-02 06:10本頁(yè)面
【正文】 對(duì)于轉(zhuǎn)速反向動(dòng)態(tài)性能的提高，可以采用邏輯控制的無(wú)環(huán)流VM可逆調(diào)速系統(tǒng)。通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流仿真波形，分析可得VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的快速起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)。在向電動(dòng)機(jī)發(fā)出反轉(zhuǎn)指令后，電流調(diào)節(jié)器的輸出電流不可能立即變?yōu)榉聪虻碾娏髯畲笾?，電流調(diào)節(jié)器的輸出值會(huì)先迅速的減小到零，然后再反方向增加到負(fù)的最大值。電流控制器的輸出值最終會(huì)達(dá)到最大輸出值，并保持穩(wěn)定，其輸出最大值是由電流調(diào)節(jié)器決定的。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將減速到0，然后進(jìn)入反向起動(dòng)狀態(tài)，起動(dòng)過(guò)程同正向額定過(guò)程相同。在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段，ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo)作用。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)值，使它開始退出飽和狀態(tài)，和很快下降，但是，只要仍大于負(fù)載電流，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。（2）第二階段：在這一階段，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流給定下的電流調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，基本上保持電流恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長(zhǎng)。 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 電流控制器輸出值 電流環(huán)給定值 正向額定：（1）第一階段：突加給定電壓后，經(jīng)過(guò)兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨作用，、都上升，但是在沒(méi)有達(dá)到負(fù)載電流以前，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。本系統(tǒng)采用的是三相橋式反并聯(lián)可逆線路，可使電動(dòng)機(jī)在四個(gè)象限內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。（4）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文） 4 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真4 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真框圖VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主電路采用的是兩組晶閘管裝置反并聯(lián)可逆電路。（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。=20A。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中，現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 Ⅱ 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。這個(gè)作用對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來(lái)說(shuō)是十分重要的。（4）當(dāng)電機(jī)過(guò)載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過(guò)電流的自動(dòng)保護(hù)。本系統(tǒng)調(diào)節(jié)器限幅值=177。)(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)間常數(shù)：==***= （）(3)電動(dòng)機(jī)電磁時(shí)間常數(shù)：=(4)三相晶閘管整流電路平均失控時(shí)間：=(5)電流環(huán)的小時(shí)間常數(shù)：=+=+= （）為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選擇= =。l 從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過(guò)程中不超過(guò)允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則：“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” 電流超調(diào)量≤5% ，電流環(huán)按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)設(shè)計(jì)完成后，把電流環(huán)等效成轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再用同樣的方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。 慣量矩：。 α=β配合控制的有環(huán)流系統(tǒng)的原理框圖12運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文） 3 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 直流電動(dòng)機(jī)的選擇型號(hào)：Z418011；額定功率：13kW；額定轉(zhuǎn)速:540 r/min。①給定電壓，在電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，KF閉合，Un*=“+”；反轉(zhuǎn)時(shí)，KR閉合，Un*=“”。主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，對(duì)兩組晶閘管裝置的觸發(fā)角進(jìn)行α=β配合控制實(shí)現(xiàn)無(wú)直流平均環(huán)流，在兩組晶閘管回路中加入四個(gè)環(huán)流電抗器來(lái)抑制瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。增大控制電壓移相時(shí)，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等、符號(hào)相反就可以了，對(duì)應(yīng)觸發(fā)角、逆變角的變化如下圖所示。因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時(shí)，應(yīng)有正組的觸發(fā)延遲角等于反組的逆變角即α=β配合控制。正組VF和反組VR都處在整流狀態(tài)時(shí)，造成兩組的直流平均電壓正、負(fù)相連，會(huì)產(chǎn)生較大的直流平均環(huán)流。兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制，都能靈活地控制電動(dòng)機(jī)的起、制動(dòng)和升、降速。 1運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文）
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