自動控制系统课程设计.doc

课程设计任务书（第1组） 设计题目与设计要求 带电流截止负反馈的晶闸管直流单闭环调速系统设计 技术数据 直流电动机的额定参数为60 kW、220V、305A、1000 r/min，电枢电阻Rs＝0.066Ω，电机过载系数为λ＝1.5，系统总电感为2.16mH。 电枢回路总电阻可取为R=Ra+Rrec=0.18Ω，系统总飞轮矩GD2=78 N·m。 设计要求 试设计闭环系统，使系统达到静态指标D＝20，S5%，动态性能指标为相位裕量γ≥60°，并使系统可以在阶跃给定信号下直接启动。 设计内容 调速的方案选择 系统的结构选择； 确定直流调速系统的总体结构框图。 主电路的设计（包括整流变压器、晶闸管、平波电抗器等） 晶闸管触发电路的设计 控制电路的设计计算（主要有给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节、电流截止负反馈环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算等） 单闭环直流调速系统的动态设计（即根据所给的动态性能指标设计和确定调节器及其参数） 系统的计算机仿真 采用MATLAB中的simulink工具箱对系统在阶跃输入和负载扰动情况下的动态响应（主要为转速和电枢电流）进行仿真。 设计提交的成果材料 设计说明书一份； 直流调速系统电气原理总图、仿真模型图、仿真结果图各一份设计的内容。 参考书籍 陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第3版），机械工业出版社，2004 阮毅，陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第4版），机械工业出版社，2010 何建平、陆治国主编，电气传动，重庆大学出版社，2002.8 王兆安等编著，电力电子技术（第4版），机械工业出版社，2003.9 何希才等编著，电动机控制电路应用实例，中国电力出版社，2005.1 洪乃刚等编著，电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真，机械工业出版社，2006.1 课程设计任务书（第2组） 设计题目与设计要求 设计题目：双闭环直流晶闸管调速系统设计 技术数据 直流电动机的额定参数PN=11kW、UN=230V、IN=47.8A、nN=1450 r/min，电枢电阻Ra=0.9Ω，电枢绕组电感La=6.6mH，电机飞轮矩GDd2=6.39N·m2，电流过载倍数λ=1.5。 电枢回路总电阻可取为R=2Ra，系统总飞轮矩GD2=2.5 GDd2。 设计要求 稳态无静差，电流超调量σi％≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量 σn％≤10％。 设计内容 调速的方案选择 系统的结构选择； 确定直流调速系统的总体结构框图。 主电路的设计（包括整流变压器、晶闸管、平波电抗器等） 晶闸管触发电路的设计 控制电路的设计计算（主要有给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节、电流检测环节、调速系统的稳态参数计算等） 单闭环直流调速系统的动态设计（即根据所给的动态性能指标设计和确定调节器及其参数） 系统的计算机仿真 采用MATLAB中的simulink工具箱对系统在阶跃输入和负载扰动情况下的动态响应（主要为转速和电枢电流）进行仿真。（仿真可采用面向传递函数的仿真方法或面向电气系统原理结构图的仿真方法） 设计提交的成果材料 设计说明书一份； 直流调速系统电气原理总图、仿真模型图、仿真结果图各一份。 参考书籍 陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第3版），机械工业出版社，2004 阮毅，陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第4版），机械工业出版社，2010 何建平、陆治国主编，电气传动，重庆大学出版社，2002.8 王兆安等编著，电力电子技术（第4版），机械工业出版社，2003.9 何希才等编著，电动机控制电路应用实例，中国电力出版社，2005.1 洪乃刚等编著，电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真，机械工业出版社，2006.1 课程设计任务书（第3组） 设计题目与设计要求 设计题目：双闭环直流脉宽调速系统设计 技术数据 直流电动机的额定参数PN=20kW、UN=220V、IN=106A、nN=1500 r/min，电枢电阻Ra=0.16Ω，电枢回路电枢绕组电感La=2.8mH，电流过载倍数λ=1.5。 电枢回路总电阻可取为R=Ra+Rrec=0.6Ω，系统机电时间常数Tm=0.24s，电磁时间常数Tl=0.02s。 设计要求 稳态无静差，电流超调量σi％≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量 σn％≤10％。 设计内容 调速的方案选择 系统的结构选择； 确定直流调速系统的总体结构框图。 主电路的设计（包括二极管整流、滤波电容、IGBT、主电路拓扑结构） IGBT门极驱动电路的设计 控制电路的设计计算（主要有给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节、电流检测环节的计算、系统稳态参数计算） 双闭环直流调速系统的动态设计（即根据所给的动态性能指标设计和确定调节器及其参数