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无静差转速负反馈直流调速系统仿真研究.doc

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南京工程学院 课程设计任务书 课 程 名 称 电机控制技术 院(系、部、中心) 电力工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气111 起 止 日 期 2014,6,3 -6,13 指 导 教 师 林琳 1.课程设计应达到的目的 《电机控制技术》是电气工程及其自动化专业的专业课程,内容包括交、直流调速和位置控制。本课程要求学生在掌握基本理论的基础上,逐步培养运用理论去分析解决现场实际问题的能力,而不是机械地仅仅掌握理论而已。本课程设计正是为达到这一目的而设计的。 2.课程设计题目及要求 一:课设题目 无静差转速负反馈直流调速系统仿真研究 二:课设目的 学习掌握单闭环无静差转速负反馈调速系统的工作原理,近似处理方式以及建模。 学习掌握MATLAB的应用。 3.课程设计任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书、图纸、实物样品等要求〕 课程设计任务: (1)审题、选题 (2)系统原理、结构框图的设计 (3)系统计算、建模、仿真框图、模块设计及源程序 (4)系统仿真结果分析及结论 (5)完整的设计报告 工作量的要求: 任选一题,要完成3000字左右的报告,包括课程设计的原理和工作过程。 要得出仿真模型及相关波形图。 视选题难度、完成的过程报告、所建模型及方真结果而决定成绩。 4.主要参考文献 陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统.北京:出版社, 5.课程设计进度安排 起 止 日 期 工 作 内 容 2012,6,3 - -6,13 (1)审题、选题 (2)系统原理、结构框图的设计 (3)系统计算、建模、仿真框图、模块设计及源程序 周末,自行安排 周末,自行安排 (4)系统仿真结果分析及结论 (5)完整的设计报告 6.成绩考核办法 提问答辩 报告、程序及波形图 教研室审查意见: 教研室主任签字: 年 月 日 院(系、部、中心)意见: 主管领导签字: 年 月 日 一:课设题目 无静差转速负反馈直流调速系统仿真研究 二:课设目的 (1) 学习掌握单闭环无静差转速负反馈调速系统的工作原理,近似处理方式以及建模。 (2) 学习掌握MATLAB的应用。 三:系统概述 直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在宽范围内平滑调速,在许多需要调速和(或)快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。 直流电动机的稳态转速可表示为 式中 n---转速(r/min); U---电枢电压(V); I---点数电流(A); R---电枢回路总电阻(); ---励磁磁通(Wb); ---由电机结构决定的电动势常数。 由上式可以看出,有三种调节电动机转速的方法: 1)调节电枢供电电压U; 2)减弱励磁磁通; 3)改变电枢回路电阻R。 对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说,以调节电枢供电电压的范式为最好。 四:参数设定 调速系统的基本数据如下:晶闸管三相桥式全控整流电路供电的双闭环直流调速系统,直流电动机:220V,136A,1460r/min,电枢电阻Ra=0.2Ω,允许过载倍数λ= 1.5;电枢回路总电阻:R= 0.5Ω,电枢回路总电感:L= 15mH,电动机轴上的总飞轮力矩:GD2= 22.5N·m2,晶闸管装置:放大系数Ks=40,电流反馈系数:β=0.05V/A,转速反馈系数:α=0.007Vmin/r,滤波时间常数:Toi=0.002s ,Ton=0.01s。 五:数学建模 晶闸管触发与整流装置(V-M)的近似处理 用单位阶跃函数表示滞后,则晶闸管触发与整流装置的输入-输出关系为 利用拉普拉斯变换的位移定理,则晶闸管装置的传递函数为 将上式按泰勒级数展开,可得 考虑到很小,依据工程近似处理的原则,可忽略高次项,把整流装置近似看作一阶惯性环节,则传递函数可表示为 其动态结构框图为 他励直流电动机的近似处理 他励直流电动机在额定励磁下的等效电路如图 其中电枢回路总电阻R和电感L包含电力电子变换器内阻,电枢电阻和
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