【正文】 制系統(tǒng)的許多重要特性 ，主要是能控性和能觀 性 的把握 ， 這兩個 特性也 成為控制理論兩個最基本的概念 。 又在 1960 年 建立了卡爾曼 布什濾波理論 ，把控制理論的研究范圍擴大化（包括了更為復雜的控制問題），同時有效地考慮到隨機噪聲對 控制問題的影響 。顯現出自動控制 控制論 的局限 性 ， 它僅 適用于單變量和定常系統(tǒng) ，而現代控制理論 在數學上可歸結為多變量的微分方程問題，它是以矩陣論和線性空間理論作為理論 基礎 ，分析與 設計控制系統(tǒng) 。 而空間技術的發(fā)展也 需要 新的控制理論 進行支撐 ，以更好 處理 宇宙火箭或人造衛(wèi)星用較少 的 燃料和 較短的 時間精確地發(fā)射到預定軌道這樣的控制問題。 機械 工程、 電氣工程 以及 控制 科學 與 控制工程 中涉及的大多數問題 ，都是 通過 用系統(tǒng)的相關 理論 來分析和解決的。 二、 采用現代控制理論技術 控制 理論的發(fā)展經過 三個 階段， 最先是 以 線性 為主的 自動控制理論，發(fā)展 到 狀態(tài)空間法 為 數學 基礎的 現代控制理論， 到后來的智能 控制， 主要解決 多樣 性 、非線性 的控制 問題。 鑒于此 ， 第二代電力電子器件之一的大功率晶體管 應運而生 。智能功率模塊的開發(fā) 與 應用，促使新型電動機自動控制系統(tǒng)的體積更小、精確度更高、應用 更加 廣泛和 可靠性更 強 。電力電子技術6 的應用 領域被拓寬 到一個新的高度， 其中 主要以逆變、斬波為中心 作用于 實現電 能 的 輸送 和變換 ，如今在 變頻調速、開關電源、靜止變頻等電力電子裝置 已 得到廣泛應用 。 所以這些 相 控和 整流 電路 被 十分廣泛地用在 電解 、電鍍、直流電機傳動、發(fā)電機勵磁 應用 當 中 。 直流電機調速系統(tǒng)的研究現狀 一、 采用晶閘管等新型電力電子器件 從 1960年 之后 的 10 年間 ， 主要 是 半控型 為代表 的 電力電子 器件 問世 并 得到 廣泛應用 ，大多應 用 在 相 控電路 和 整流 電路 中 。 雖然直流電動機 的運行和 維護 各方面仍 存在缺陷， 比如 容量的限制、體積過大、成本過高、制造和維護繁 瑣等， 但直流 電機 控制具有很 高的精確性 、穩(wěn)定性和較高 的抗擾性能 是 毋庸置疑的 ， 而且 直流電機的 發(fā)展 理論 也 相當 成熟 。 直流調速技術不斷得到 提高和應用 ， 其相關理論 也 漸漸成熟、完善、系統(tǒng) 化 和 標準化， 直流調速 技術已經難以被取代， 在 PWM 調速、精確高的電氣傳動系統(tǒng) 中 也是 如此 。 在某 些無需調速的工業(yè)要求當中， 直流 電機傳動 會 被 簡單 耐用的 交流電動機 所 取代 。 5 1880 年 之后的 20 年 ， 直流 電機廣泛應用于工業(yè)領域 ， 也是 帶動 工業(yè) 生產 唯一的電動機 。 直流傳動 設備 經歷多年 的應用 與 發(fā)展 ，能 被 廣泛應用 于 工業(yè)生產 ，關鍵在于 它 可以用一個簡單的方法實現更 高的性能指標。 成為了很長 一段時間 第二十世紀內 調速的主流。 20 世紀60 年代 末， 晶閘管的 出現 ，采用晶閘管相控裝置的可變直流電源一直在直流傳動系統(tǒng)中占據核心位置 。 第一次工業(yè)革命結束之后，第一臺直流電機出現并 經歷了 三個 階段， 探索階段 、開發(fā)應 用階段和實用商品階段 。 根據多 環(huán)控制系統(tǒng)的工程 設計方法， 運行過程 中 外環(huán)的響應會比內環(huán)慢，這也是 多 環(huán) 控制系統(tǒng) 設計 的顯著特點， 雖然在一定程度上 它是 不利于快速性 的 ，但 是每個控制環(huán)本身都是穩(wěn)定的，這樣有利于 對系統(tǒng)進行 調試 工作。 對于調速系統(tǒng) 而言 ，抗擾性能 是 體現系統(tǒng)穩(wěn)定 性 的 最重要 指標 ， 一是 抗負載擾動，二個 是 抗電網 電壓擾動 。 直流 電機經常被應用 于 電 力 機車、無軌電車等交通領域， 機床、 軋鋼車等機械領域以及 起重設備 和 經常啟動并調速的電氣傳動裝置當中 。但目前絕大多數變速運控系統(tǒng) 和閉環(huán)位控系統(tǒng)仍 將直流電機作為 首要選擇。 Simulink 3 目 錄 1 引言 .................................................................... 4 直流電機調速系統(tǒng)的發(fā)展史 ............................................. 4 直流電機調速系統(tǒng)的研究現狀 ........................................... 5 研究雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的目的和意義 ................................... 7 本設計的主要研究內容 ................................................. 7 2 雙閉環(huán)直流 調速系統(tǒng) 理論分析 ............................................... 8 直流調速系統(tǒng)的調速原理 ............................................... 8 直流調速系統(tǒng)的性能指標 ............................................... 9 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成 ............................................ 13 雙閉環(huán)直流調速的工作過程和原理 ...................................... 14 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的數學模型和 靜、 動態(tài)性能分析 ...................... 15 3 總體工程設計框圖 ....................................................... 18 單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的原理框圖 ........................................ 18 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的原理框圖 ........................................ 19 4 調節(jié)器工程設計方法 ..................................................... 19 調節(jié)器的設計方法 ................................................... 19 轉速、電流調節(jié)器在調速系統(tǒng)中的作用 .................................. 20 轉速、電流調節(jié)器結構的確定 .......................................... 21 轉速、電流調節(jié)器的設計和校驗 ........................................ 22 5 單元模塊設計 ........................................................... 25 晶閘管元件的選擇 ................................................... 25 整流變壓器的設計 ................................................... 26 平波電抗器的計算 ................................................... 27 6 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)仿真 ................................................. 29 控制系統(tǒng)的仿真說明 ................................................. 29 系統(tǒng)的建模與參數設置 ................................................ 29 系統(tǒng)的仿真結論 ..................................................... 33 7 結論 ................................................................... 33 8 致謝 ................................................................... 34 9 參考文獻 ............................................................... 34 4 1 引言 大約 在 20 世紀 90 年代前 50 年內，由 于 直流電機優(yōu)良的啟動、制動和調速性能。 Speed regulator。 本文利用 MATLAB 軟件中的 Simulink 工具箱，構建電機調速系統(tǒng)的仿真模型，對多種智能調速方法的仿真實現、性能 分析和算法設計等方面進行了深入研究 關鍵詞： 晶閘管；雙閉環(huán)； ASR； ACR； Simulink Design and Simulation of thyristor Double Loop DC Speed Control System Zhao Xiaodong Physics and Electronic Information Electrical Engineering and Automation(Process Control direction) No: 110544138 Tutor: Miao Feng Abstract: Now no one needs to control the speed of the device, and its production process on the speed performance have certain requirements. If the production process of the static load of slip running demanding, this time using the speed closedloop system can reduce landing speed, can resist the load fluctuation to some extent. But the current and torque control loop system dynamic process can not be arbitrary, and if you want to improve the speed of system as high as possible, the key is to get the maximum period of electric current to maintain constant process, which must require the system to have a very speed and current Good regulation and control action. According to the system of feedback and control , the use of a physical quantity of negative feedback can keep this amount basically unchanged. after reaching steady state speed, speed and want only negative feedback, negative feedback will not allow current occurs, this problem can be solved using the speed and current two regulators were controlled. Finally, through the Simulink system ,analysis features dualloop DC speed control system and make summary. Key words: Thyristor。所以研究電機的調速控制的先進理論和技術，不僅滿足工業(yè) 生產的 要求，而且能提高 能源 的利用率 。1 2021 屆本科畢業(yè)設計 晶閘管雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的設計與仿真 院 （系） 名 稱 物理與電子信息學院 專 業(yè) 名 稱 電氣工程及其自動化（過程控制方向） 學 生 姓 名 趙曉東 學 號 110544138 指