V-M雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)二六 二七 學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱： 雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)題目：雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路，電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。二、 已知條件及控制對(duì)象的基本參數(shù)：（1）已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：=3kW，=220V，=17.5A，=1500r/min，電樞繞組電阻=1.25，=3.53。采用三相全控橋式電路，整流裝置內(nèi)阻=1.3。平波電抗器電阻=0.3。整流回路總電感L=200mH。（2）這里暫不考慮穩(wěn)定性問題，設(shè)ASR和ACR均采用PI調(diào)節(jié)器，ASR限幅輸出=8V，ACR限幅輸出=8V，最大給定=10V，調(diào)速范圍D=20，靜差率s=10%，堵轉(zhuǎn)電流 =2

2、.1，臨界截止電流 =2。（3）設(shè)計(jì)指標(biāo)：電流超調(diào)量%5%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時(shí)間 t0.5。三、 設(shè)計(jì)要求（1）分別用工程設(shè)計(jì)方法和西門子調(diào)節(jié)器最佳整定法進(jìn)行設(shè)計(jì)，決定ASR和ACR結(jié)構(gòu)并選擇參數(shù)。（2）對(duì)上述兩種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析比較。（3）設(shè)計(jì)過程中應(yīng)畫出雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖四、 設(shè)計(jì)方法及步驟： 用工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì) （1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則：按照“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” 的設(shè)計(jì)原則，從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。在這里，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)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（2）電流環(huán)設(shè)計(jì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)

3、圖及簡化：1） 確定時(shí)間常數(shù)根據(jù)已知數(shù)據(jù)得 T=s = 0.162s三相橋式晶閘管整流電路的平均后時(shí)間，取電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)，可得電流環(huán)的小時(shí)間常數(shù)為+= 0.0017 s+0.002 s = 0.0037 s2） 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)雖然 = 18.9 > 10 ，但由于對(duì)電流超調(diào)量有較嚴(yán)格要求，而抗擾指標(biāo)卻沒有具體要求，因此電流環(huán)仍按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電流調(diào)節(jié)器選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為3） 選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)積分時(shí)間常數(shù) = = 0.07 s為滿足%5%要求，取電流環(huán)開環(huán)增益為= = 135.14 電流調(diào)節(jié)器比例系數(shù)為= =135.14取調(diào)節(jié)器的輸入電阻=20k，則電流調(diào)節(jié)器的各

4、參數(shù)為=3.2720k=60.54 k，取62 k= =1.13，取1=0.4，取0.47根據(jù)上述參數(shù)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為%=4.3%5%故能滿足設(shè)計(jì)要求。4） 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截至頻率= =135.14，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為 ,現(xiàn)=196.1>故該近似條件滿足。 忽略反電動(dòng)勢影響的近似條件為 ，現(xiàn)=28.2<故該近似條件滿足。 小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 ，現(xiàn)=180.8>故該近似條件滿足。（3）轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及簡化：1） 確定時(shí)間常數(shù)因 = ，故轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為=Vmin/r=0.0067 Vmin/r電流環(huán)的等級(jí)時(shí)間常數(shù)為 2=0.0074s。取轉(zhuǎn)速反

5、饋濾波時(shí)間常數(shù) =0.01s，轉(zhuǎn)速環(huán)的時(shí)間常數(shù)為=0.0074s+0.01s=0.0174s2） 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求中雖然允許系統(tǒng)有靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)很大，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器如采用比例調(diào)節(jié)器，將很難滿足穩(wěn)定性要求。為此，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用近似PI調(diào)節(jié)器，按典型II型系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)?？勺C明，當(dāng)近似PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)很大時(shí)，其傳遞函數(shù)可表示為3） 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨性能和抗擾性能較好的原則選擇h=5，求出轉(zhuǎn)速超調(diào)量%和過渡過程時(shí)間 。如果能夠滿足設(shè)計(jì)要求，則可根據(jù)所選的h值計(jì)算有關(guān)參數(shù)；否則要改變h值重新進(jìn)行計(jì)算，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。當(dāng)h=5時(shí)，ASR退飽和超調(diào)量為%=式中

6、，為電動(dòng)機(jī)允許過載系數(shù)，按題意 =2.1；z為負(fù)載系數(shù)，設(shè)為理想空載起動(dòng)，則z=0; 為調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降，= ；是基準(zhǔn)值為時(shí)的超調(diào)量相對(duì)值，而=。 當(dāng)h=5時(shí)，=81.2%，故起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速，即 = 時(shí)，退飽和超調(diào)量為=9.2%10%滿足設(shè)計(jì)要求?？蛰d起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程中，由于在大部分時(shí)間內(nèi)ASR飽和而不起調(diào)節(jié)作用，使過渡過程時(shí)間延長， 可表示為=+其中為恒流升速時(shí)間，是退飽和超調(diào)過渡過程時(shí)間。=s=0.31s退飽和超調(diào)過渡過程時(shí)間等于動(dòng)態(tài)速升的回復(fù)時(shí)間。當(dāng)h=5時(shí)=8.8=0.153s。但恢復(fù)時(shí)間是按誤差為5%計(jì)算的。這里=2TN= =170.4r/min，故 5%=

7、 8.5r/min。這就是說，轉(zhuǎn)速進(jìn)入8.5r/min 的恢復(fù)時(shí)間為 0.153s。但這里的恢復(fù)時(shí)間應(yīng)按轉(zhuǎn)速進(jìn)入5%來計(jì)算，由于5% =75 r/min 8.5 r/min，顯然所需時(shí)間將遠(yuǎn)小于0.153s，故可忽略不計(jì)，于是=0.31s?？梢?，能滿足設(shè)計(jì)要求。這樣，就可根據(jù)h=5選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)。 ASR的時(shí)間常數(shù)為=h=50.0174s=0.087s 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為= ASR比例系數(shù)為=8.4 如去調(diào)節(jié)器輸入電阻 =20k，則=8.420 k=168k，取160 k=0.54,取0.47=2，取24） 校驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為=396.40.087 =34.5電流閉環(huán)傳遞函數(shù)簡化

8、條件為，現(xiàn)=54.1>故滿足該簡化條件。 小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 ，現(xiàn)=38.75>故滿足該簡化條件 5）易犯錯(cuò)誤由例2-2知，此系統(tǒng)是有差系統(tǒng)，ASR似乎可用比例調(diào)節(jié)器并按典型I型系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)放大系數(shù)為=根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，轉(zhuǎn)速超調(diào)量要求10%，據(jù)此可選擇參數(shù)為=0.69于是=9.7上述設(shè)計(jì)過程的錯(cuò)誤是：ASR采用比例調(diào)節(jié)器，當(dāng)其放大系數(shù)為9.7時(shí)，雖可滿足動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求，但卻無法滿足穩(wěn)態(tài)指標(biāo)要求。由前述計(jì)算可知，發(fā)展穩(wěn)態(tài)指標(biāo)要求時(shí)KASR=76.3，即ASR采用比例調(diào)節(jié)器時(shí)無法解決動(dòng)、穩(wěn)態(tài)之間的矛盾，只有當(dāng)ASR采用PI調(diào)節(jié)器（或近似PI調(diào)節(jié)器）后，才能較好地解

9、決這個(gè)矛盾。為此，當(dāng)系統(tǒng)對(duì)穩(wěn)態(tài)指標(biāo)要求較高時(shí)，即使是有差系統(tǒng)，ASR仍應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，并按典型II型系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。另外，計(jì)算空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時(shí)間時(shí)，若查教材表2-6，當(dāng)h=5時(shí)，得=9.55=9.550.174 s = 0.17 s是不對(duì)的，此錯(cuò)誤在于：教材表2-6所列數(shù)據(jù)是系統(tǒng)處于線性狀態(tài)下得到的跟隨性指標(biāo)，它只適用與線性系統(tǒng)。而實(shí)際系統(tǒng)在突加給定后，由于ASR飽和不再起調(diào)節(jié)作用，因此其過渡過程時(shí)間 將延長，其值主要由恒流升速的過程時(shí)間所決定。用西門子調(diào)節(jié)器最佳整定法設(shè)計(jì)（1）電流環(huán)的動(dòng)態(tài)校正雙閉環(huán)系統(tǒng)中電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如教材中圖2-27所示。對(duì)于這種調(diào)節(jié)對(duì)象由一個(gè)大慣性環(huán)

10、節(jié)和一個(gè)小慣性群所組成的系統(tǒng)，電流調(diào)節(jié)器可以采用PI調(diào)節(jié)器，即如果調(diào)節(jié)器按下列調(diào)節(jié)選擇參數(shù)，電流環(huán)即將被校正為二階最佳閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)所得調(diào)節(jié)器參數(shù)為=0.07= s = 0.021 s因=20k，故=1.05，取1，于是= =70 ，取68。這時(shí)電流環(huán)可達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：最大超調(diào)量%=4%，上升時(shí)間=4.7=4.7× 0.0037s=0.017。 （2）轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)校正 將電流環(huán)與上述的工程設(shè)計(jì)方法同樣處理，可畫出轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)機(jī)構(gòu)圖如教材中圖2-33所示。對(duì)于這種調(diào)節(jié)對(duì)象由一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)小慣性群組成的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器可以采用PI調(diào)節(jié)器，即如果調(diào)節(jié)器按下述條件選擇參數(shù)，系統(tǒng)即被校正為

11、三階最佳閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)=所得調(diào)節(jié)器參數(shù)為=4×0.0174s=0.0696s=7因=20k，故=7×20 k=140 k，取=130 k，則=0.54F，取=0.47F。給定濾波器的時(shí)間常數(shù)為=4=0.0696s 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用上述參數(shù)，并在輸入端加給定濾波器后，系統(tǒng)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：轉(zhuǎn)速最大超調(diào)量=8.1%，過渡過程時(shí)間=16.4=16.4×0.0174s=0.265s。兩種設(shè)計(jì)方法的分析比較（1）西門子設(shè)計(jì)方法中的二階最佳系統(tǒng)，與工程設(shè)計(jì)方法中的典型I型系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是一樣的。前者選擇參數(shù)的條件，相當(dāng)于典型I型系統(tǒng)中選 的情況。（2）西門子設(shè)計(jì)方法中三階最佳

12、系統(tǒng)與工程設(shè)計(jì)方法中的典型II型系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上是一樣的。前者選擇參數(shù)的條件，相當(dāng)于典型II型系統(tǒng)中選中頻寬h=4的情況。（3）西門子設(shè)計(jì)方法的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)速超調(diào)量計(jì)算未考慮ASR飽和，因此給出的 過大；再采用較大時(shí)間常數(shù)的給定濾波，并不能減小，因此只要ASR飽和，此濾波環(huán)節(jié)對(duì)抑制超調(diào)就無作用。此外，西門子方法沒有給出參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的變化趨勢，這就給現(xiàn)場調(diào)試帶來一定困難。五、 設(shè)計(jì)心得：這次電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)歷時(shí)一個(gè)星期，在整整一個(gè)星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。  &

13、#160;    1.學(xué)習(xí)是沒有止境的。在做這個(gè)課程設(shè)計(jì)之前，我一直以為自己的理論知識(shí)學(xué)的很好了。但是在完成這個(gè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，我總是被一些小的，細(xì)的問題擋住前進(jìn)的步伐，讓我總是為了解決一個(gè)小問題而花費(fèi)很長的時(shí)間。最后還要查閱其他的書籍才能找出解決的辦法。并且我在做設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)有很多東西，我都還不知道。其實(shí)在計(jì)算設(shè)計(jì)的時(shí)候，基礎(chǔ)是一個(gè)不可缺少的知識(shí)，但是往往一些核心的高層次的東西更是不可缺少。      2.多和同學(xué)討論。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)的工程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會(huì)使自己在做

14、的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后程序和在一起。討論不僅是一些思想的問題，他還可以深入的討論一些技術(shù)上的問題，這樣可以使自己的人處理問題要快一些。      3.多改變自己設(shè)計(jì)的方法。在設(shè)計(jì)的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題。六、 參考資料 ：1黃俊.電力電子變流技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.5 2792833劉競成.交流調(diào)速系統(tǒng).上海：上海交通大學(xué)出版社，1996.3 61644交流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書5李華德.交流調(diào)速控制系統(tǒng).北

15、京:電子工業(yè)出版社,2003.3電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)二六 二七 學(xué)年第 二 學(xué)期課程名稱： 雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 自動(dòng)化043班 學(xué) 號(hào)： 200404134069 姓 名： 黃 芳 指導(dǎo)教師： 潘 煉 二七 年 六 月一、 設(shè)計(jì)題目：雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路，電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。二、 已知條件及控制對(duì)象的基本參數(shù)：（1）已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為： =3kW， =220V， =17.5A， =1500r/min，電樞繞組電阻 =1.25 ， =3.53 。采用三相全控橋式電路，整流裝置內(nèi)阻 =1.3 。平波電抗器電阻 =0.3 。整流回路

16、總電感L=200mH。（2）這里暫不考慮穩(wěn)定性問題，設(shè)ASR和ACR均采用PI調(diào)節(jié)器，ASR限幅輸出 =8V，ACR限幅輸出 =8V，最大給定 =10V，調(diào)速范圍D=20，靜差率s=10%，堵轉(zhuǎn)電流 =2.1 ，臨界截止電流 =2 。（3）設(shè)計(jì)指標(biāo)：電流超調(diào)量 % 5%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量 10%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時(shí)間 t 0.5。三、 設(shè)計(jì)要求（1）分別用工程設(shè)計(jì)方法和西門子調(diào)節(jié)器最佳整定法進(jìn)行設(shè)計(jì)，決定ASR和ACR結(jié)構(gòu)并選擇參數(shù)。（2）對(duì)上述兩種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析比較。（3）設(shè)計(jì)過程中應(yīng)畫出雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖及動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖四、 設(shè)計(jì)方法及步驟： 用工程設(shè)計(jì)方

17、法設(shè)計(jì) （1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則：按照“先內(nèi)環(huán)后外環(huán)” 的設(shè)計(jì)原則，從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展。在這里，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)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（2）電流環(huán)設(shè)計(jì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及簡化：確定時(shí)間常數(shù)根據(jù)已知數(shù)據(jù)得T = = s = 0.162s三相橋式晶閘管整流電路的平均后時(shí)間 ，取電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) ，可得電流環(huán)的小時(shí)間常數(shù)為+ = 0.0017 s+0.002 s = 0.0037 s選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)雖然 = = 18.9 > 10 ，但由于對(duì)電流超調(diào)量有較嚴(yán)格要求，而抗擾指標(biāo)卻沒有具體要求，因此電流環(huán)仍按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電流調(diào)節(jié)器選用P

18、I調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)積分時(shí)間常數(shù) = = 0.07 s為滿足 % 5%要求，取電流環(huán)開環(huán)增益 為= = = 135.14 電流調(diào)節(jié)器比例系數(shù) 為= =135.14 取調(diào)節(jié)器的輸入電阻 =20k ，則電流調(diào)節(jié)器的各參數(shù)為= =3.27 20k =60.54 k ，取62 k = = =1.13 ，取1 = = =0.4 ，取0.47 根據(jù)上述參數(shù)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為 %=4.3% 5%故能滿足設(shè)計(jì)要求。校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截至頻率 = =135.14 ，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為 ,現(xiàn)=196.1 > 故該近似條件滿足。忽略反電動(dòng)勢影響的近似條件為 ，現(xiàn)= =28.2

19、< 故該近似條件滿足。小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 ，現(xiàn)= =180.8 > 故該近似條件滿足。（3）轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及簡化：確定時(shí)間常數(shù)因 = ，故轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 為= = V min/r=0.0067 V min/r電流環(huán)的等級(jí)時(shí)間常數(shù)為 2 =0.0074s。取轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) =0.01s，轉(zhuǎn)速環(huán)的時(shí)間常數(shù)為=0.0074s+0.01s=0.0174s選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求中雖然允許系統(tǒng)有靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)很大，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器如采用比例調(diào)節(jié)器，將很難滿足穩(wěn)定性要求。為此，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器直流調(diào)速系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)（論文） 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(第2份設(shè)計(jì))第

20、一章 課程設(shè)計(jì)目的和要求1.1 課程設(shè)計(jì)目的本課程的課程設(shè)計(jì)實(shí)際是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)完電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程后，進(jìn)行的一次全面的綜合訓(xùn)練，其目的在于加深對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)理論知識(shí)的理解和對(duì)這些理論的實(shí)際應(yīng)用能力，提高對(duì)實(shí)際問題的分析和解決能力，以達(dá)到理論學(xué)習(xí)的目的,b并培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和撰寫設(shè)計(jì)說明書的能力。1.2 課程設(shè)計(jì)的預(yù)備知識(shí)熟悉電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)基本知識(shí)及Matlab仿真軟件。1.3 課程設(shè)計(jì)要求按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的課題，應(yīng)根據(jù)下一節(jié)給出的基本需求獨(dú)立完成設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器要求書寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書，有完整的計(jì)算過程，并應(yīng)用Matlab仿真軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)

21、器是否符合設(shè)計(jì)的要求。第二章 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容2.1轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制原理圖及參數(shù)計(jì)算2.1.1、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制有靜差直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖：2.1.2、閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖：2.1.3、參數(shù)計(jì)算：額定負(fù)載時(shí)的穩(wěn)態(tài)速降： 電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢系數(shù)： 開環(huán)系統(tǒng)額定速降： 閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)為： 額定勵(lì)磁下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)： 電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)： 電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩在內(nèi)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩： 負(fù)載電流： 2.1.4、用比例調(diào)節(jié)器未校正前的伯特圖2.1.5、判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性：對(duì)于三相橋式整流電路，晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)： =0.00167系統(tǒng)臨街放大系數(shù)：因?yàn)椋篕> 所以系統(tǒng)不穩(wěn)定，選擇PI調(diào)節(jié)器使系統(tǒng)

22、無靜差。2.2、調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)2.2.1選擇PI調(diào)節(jié)器1、比例參數(shù)KP的作用是加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。隨著KP的增大系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但是系統(tǒng)易產(chǎn)生超調(diào)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。KP取值過小，調(diào)節(jié)精度降低，響應(yīng)速度變慢，調(diào)節(jié)時(shí)間加長，使系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能變壞.目錄第1章 課程設(shè)計(jì)目的與要求第2章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容第3章 課程設(shè)計(jì)的總結(jié)參考文獻(xiàn)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)來源：幸福校園論文網(wǎng)時(shí)間： 2006-10-29 標(biāo)簽：論文 電子工程學(xué) 直流調(diào)速 晶閘管 雙閉環(huán) 摘要：資料介紹電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)換成

23、機(jī)械能的裝置，它被廣泛地應(yīng)用于一般生產(chǎn)機(jī)械需要?jiǎng)恿Φ膱龊?，也被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械等需要高性能電氣傳動(dòng)的設(shè)備中，用以控制位置、速度、加速度、壓力、張力和轉(zhuǎn)矩等。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。晶閘管問世后，生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，組成晶閘管?電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)），和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性。而轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)報(bào)告首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定調(diào)速方案和主電路

24、的結(jié)構(gòu)型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，重在對(duì)電路各元件參數(shù)的計(jì)算和器件的選型，包括整流變壓器、整流元件、平波電抗器、保護(hù)電路以及電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算。最后給出參考資料和設(shè)計(jì)體會(huì)。目錄第1章 設(shè)計(jì)任務(wù)書第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成第3章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算第4章 驅(qū)動(dòng)控制電路的選型設(shè)計(jì)第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原文一題目：V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二技術(shù)要求：1該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)不可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（D10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作 2系統(tǒng)靜特性良好，無靜差（靜差率s2） 3動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量n8%，電

25、流超調(diào)量i5%，動(dòng)態(tài)速降n8-10%，調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間（調(diào)節(jié)時(shí)間）ts1s 4系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)5調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置有過電壓、過電流等保護(hù)，并且有制動(dòng)措施三設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖 2調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護(hù)電路等） 3驅(qū)動(dòng)控制電路的選型設(shè)計(jì)（模擬觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路、數(shù)字觸發(fā)器電路 均可） 4動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)技術(shù)要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，確定ASR調(diào)節(jié)器與ACR調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求 5繪制V-M雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖） 6整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書四技術(shù)數(shù)據(jù)： 晶閘管整流裝置：Rrec=0.032，Ks=45-48。負(fù)載電機(jī)額定數(shù)據(jù)：PN=90KW，UN=440V，IN=220A，nN=1800r/min