電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

二○一五～二○一六學(xué)年第二學(xué)期信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)課程名稱(chēng)：電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)班級(jí)：自動(dòng)化學(xué)號(hào)：姓名：聯(lián)系方式：指導(dǎo)教師：楊嵐二○一六年六月設(shè)計(jì)題目轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)已知某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)：160V、120A、1000r/min、Ce=0.136Vmin/r，允許過(guò)載倍數(shù)λ=1.4晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=30電樞回路總電阻：R=0.4Ω時(shí)間常數(shù)：Tl=0.023s，Tm=0.2s，轉(zhuǎn)速濾波環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)Ton取0.01s，電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.002s電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的給定電壓均為10V試按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并用Simulink建立系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。系統(tǒng)要求：穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無(wú)靜差動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量σi≤5%；空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)超調(diào)量σn≤10%設(shè)計(jì)要求根據(jù)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制理論，按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的步驟如下：設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)；在簡(jiǎn)化電流環(huán)的條件下，設(shè)計(jì)速度調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將速度環(huán)校正成典型II型系統(tǒng)；進(jìn)行Simulink仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的有效性。每個(gè)仿真圖為白底黑線(xiàn)，且在空位加上學(xué)號(hào)與名字設(shè)計(jì)內(nèi)容1）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖說(shuō)明，見(jiàn)下圖：電流環(huán)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：有關(guān)時(shí)間常數(shù)的確定：根據(jù)課本表2-2，三相橋式電路的平均失控時(shí)間=0.0017s三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，取=0.002s電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和=+=0.0037s選擇電流器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求σi≤5%，可按典型1型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此用PI型電流調(diào)節(jié)器，傳函為=檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：==6.22，查表發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)都合格計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：==0.023s要求σi≤5%≦5%，查表取=0.5，因此==135.1電流反饋系數(shù)==0.06V/AACR比例系數(shù)==0.69校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：==135.1校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳函近似條件：=196.1>滿(mǎn)足近似條件校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件：3=44.2<滿(mǎn)足近似條件校驗(yàn)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件=180.8>滿(mǎn)足近似條件電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)電路相關(guān)參數(shù)的計(jì)算：按所用放大器取=40k，各電阻和電容值計(jì)算如下：==27.6k取28k==0.82F取0.82F==0.2F取0.2F按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為：=4.3%5%滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求速度環(huán)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：有關(guān)時(shí)間常數(shù)的確定：電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)=2=0.0074s轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)取0.01s轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)=+=0.0174s選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選用PI調(diào)節(jié)器，其傳函為=轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)==0.01計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)參數(shù)按跟隨性和抗擾性都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)：=h=0.087s可得轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)增益==396.4可得ASR比例系數(shù)為==14.1檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率===34.5電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件=66.7>滿(mǎn)足近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件=38.7>滿(mǎn)足近似條件調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)電路及相關(guān)參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路：計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容：取=40k==564取560K==0.155F取0.15F==1F取1F轉(zhuǎn)速超調(diào)量校驗(yàn)按退飽和超調(diào)量計(jì)算方法計(jì)算轉(zhuǎn)速超調(diào)量=2（-z）=281.2%1.4=6.98%<10%滿(mǎn)足要求4）Simulink模型結(jié)構(gòu)圖及仿真結(jié)果圖；1.電流環(huán)的仿真結(jié)構(gòu)圖2.電流環(huán)的仿真結(jié)果：為使超調(diào)量滿(mǎn)足要求，取為0.60，輸入=0.60，得到電流環(huán)仿真結(jié)果圖如下：計(jì)算可得超調(diào)量=4.5%，滿(mǎn)足要求轉(zhuǎn)速環(huán)仿真結(jié)構(gòu)圖：轉(zhuǎn)速空載啟動(dòng)仿真結(jié)果圖：=14.1代入，得到上圖結(jié)果，超調(diào)量=6.98%，滿(mǎn)足要求五、設(shè)計(jì)總結(jié)：通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，首先我對(duì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)，加深了理解，是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的一次很好的應(yīng)用。學(xué)會(huì)了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能熟練地掌握轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇和計(jì)算，在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更加認(rèn)識(shí)到直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用之廣泛，我明白了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理,我也知道了一些它在工業(yè)中的一些應(yīng)用,以前沒(méi)明白的一些細(xì)節(jié)在這次設(shè)計(jì)中也得到了深刻的理解。理論實(shí)際互相結(jié)合使我對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)這門(mén)課有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)之初，我不知道該如何來(lái)完成這次的的課程設(shè)計(jì)，要感謝老師給出的詳細(xì)步驟，我按照任務(wù)書(shū)的步驟一步步來(lái)，最終完成了這次課程設(shè)計(jì)，還有很多的不懂我也上網(wǎng)查了資料，特別是matlab的使用，怎么運(yùn)用其中的simulink，看了網(wǎng)上的教程，并結(jié)合書(shū)本才懂了。經(jīng)過(guò)這次課設(shè)，我以后都能熟練運(yùn)用這些功能了。基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開(kāi)發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線(xiàn)間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線(xiàn)切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開(kāi)發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線(xiàn)性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門(mén)傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專(zhuān)用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門(mén)機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應(yīng)用研究基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)基于Cygnal單片機(jī)的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機(jī)的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機(jī)與Internet互聯(lián)的研究與實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速液壓電梯單片機(jī)控制器的研究基于單片機(jī)γ-免疫計(jì)數(shù)器自動(dòng)換樣功能的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)嵌入式以太網(wǎng)防盜報(bào)警系統(tǒng)基于51單片機(jī)的嵌入式Internet系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)單片機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在擠壓機(jī)上的應(yīng)用MSP430單片機(jī)在智能水表系統(tǒng)上的研究與應(yīng)用基于單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)中TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用單片機(jī)在高樓恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用基于ATmega16單片機(jī)的流量控制器的開(kāi)發(fā)基于MSP430單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)及智能網(wǎng)絡(luò)水表的設(shè)計(jì)基于MSP430單片機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與回放功能的嵌入式電子血壓計(jì)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的氨分解率檢測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)鍋爐的單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)控制的電磁振動(dòng)式播種控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)的WDR-01型聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀的研制一種RISC結(jié)構(gòu)8位單片機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的公寓用電智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的溫度測(cè)控系統(tǒng)在溫室大棚中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)\t