运动控制系统课程设计论文转速电流双闭环不可逆直流调速系统设计.doc

PAGE 转速电流双闭环不可逆直流调速系统设计 摘要 直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。控制系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行嵌套联接。确定其结构形式和设计各元部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算然后最后采用MATLAB/SIMULINK对整个调速系统进行了仿真分析。本次设计的主要任务就是应用自动控制理论和工程设计的方法对直流调速系统进行设计和控制，设计出能够达到性能指标要求的电力拖动系统的调节器，通过在DJDK-1型电力电子技术及电机控制试验装置上的调试,并应用MATLAB软件对设计的系统进行仿真和校正以达到满足控制指标的目的。 关键词： 双闭环； 转速调节器；电流调节器 目 录 绪论………………………………………………………………………………1 HYPERLINK \l _Toc296962906 1、双闭环调速系统的工作原理……………………………………………….3 HYPERLINK \l _Toc296962911 1.1、双闭环调速系统的工作原理…………………………….…….………3 HYPERLINK \l _Toc296962917 1.2、双闭环调速系统主电路的数学模型………………………….………….10 HYPERLINK \l _Toc296962922 HYPERLINK \l _Toc296962934 1.3、转速和电流两个调节器设计的给定参数……………………….……...12 HYPERLINK \l _Toc296962938 2、设计双闭环调速系统的电流调节器和转速调节器……………….……..13 HYPERLINK \l _Toc296962939 2.1、工程设计方法的基本思路………………………………………….…….13 HYPERLINK \l _Toc296962943 2.2、电流调节器的设计……………………………………………………….13 HYPERLINK \l _Toc296962950 2.3、转速调节器的设计……………………………………………………….16 HYPERLINK \l _Toc296962959 3、Simulink仿真…………………………………………………….…………19 HYPERLINK \l _Toc296962960 3.1、电流环的仿真设计………………………………………………………..19 HYPERLINK \l _Toc296962961 3.2、转速环的仿真设计………………………………………………………..19 HYPERLINK \l _Toc296962962 3.3、双闭环直流调速系统的仿真设计………………………………………..20 HYPERLINK \l _Toc296962963 课程设计体会………………………………………………..…………………24 HYPERLINK \l _Toc296962964 参考文献…………………………………………………….………………….25 附录…………………………………………………………………….……….26 TOC \o 1-3 \h \z \u 绪 论 直流调速系统的概述 三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。 研究课题的目的和意义 在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动