自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-04 03:36本頁(yè)面
【正文】 常數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)。電流環(huán)開環(huán)增益：要求≤5%時(shí)，應(yīng)取=，因此K==s≈ s于是，ACR的比例系數(shù)為=≈沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （4）校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：= s校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件= s≈＞ 滿足近似條件校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件3=3* s≈＜ 滿足近似條件校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件=* s≈ s＞ 滿足近似條件（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖所示，按運(yùn)算放大器取R=40k，各電阻和電容值計(jì)算如下：*40k= k 取40 kC= C= 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為=%≤5% 滿足設(shè)計(jì)要求沈 陽(yáng) 大 學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 圖6 含給定濾波和反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)除電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)中已給出數(shù)據(jù)外，已知：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：W（s）=檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：≈≈，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和T= T+ T=。電流濾波時(shí)間常數(shù)T。設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，要求電流超調(diào)量≤5%。圖5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)：220V，136A，1000r/min，=有測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向文波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用T表示。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)該首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。用工程設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器，應(yīng)按照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)”的一般原則。兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，在實(shí)際運(yùn)行中可能處于不飽和、飽和兩種狀態(tài)。圖4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的轉(zhuǎn)速和電流波形沈 陽(yáng) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)由直流電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié)、功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)、電流轉(zhuǎn)速控制環(huán)節(jié)共同構(gòu)成，通過(guò)推導(dǎo)可以得到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。第Ⅱ階段是恒流升速階段。由于在啟動(dòng)過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR歷經(jīng)了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程就分為圖中標(biāo)明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)階段。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI調(diào)節(jié)器工作在線性調(diào)節(jié)狀態(tài)，其作用是使輸入偏差電壓△U在穩(wěn)態(tài)時(shí)為零。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出達(dá)到限沈 陽(yáng) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 幅值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和。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，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓U限制了電力電子變換器的最大輸出電壓U[1]。在啟動(dòng)過(guò)程中由于外環(huán)很快達(dá)到飽和，只有電流負(fù)反饋起作用，此時(shí)相當(dāng)于在最大允許起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下進(jìn)行恒流起動(dòng)，系統(tǒng)能獲得最大的加速度，且電流和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋分別加到兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，轉(zhuǎn)速環(huán)起作用，系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，此時(shí)電流環(huán)只起跟隨作用，這樣就可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制，使系統(tǒng)能夠獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。圖1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)沈 陽(yáng) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)說(shuō)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。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)[1]。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。并掌握其系統(tǒng)的組成、工作原理、調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)及Simulink仿真等內(nèi)容，同時(shí)在計(jì)算、繪圖、編號(hào)、設(shè)計(jì)說(shuō)明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的學(xué)習(xí)工作奠定基礎(chǔ)。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(wèn)題的能力。課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書專 業(yè)班 級(jí)姓 名設(shè) 計(jì) 起 止 日 期設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)任務(wù)（主要技術(shù)參數(shù)）：指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 簽字：年 月 日雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)班 級(jí)：08t自動(dòng)化1學(xué) 號(hào)：T0856120姓 名：周瑜指導(dǎo)教師：李雪飛設(shè)計(jì)時(shí)間：目 錄1 課程設(shè)計(jì)的目的……………………………………………………………… 12 課程設(shè)計(jì)的主
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