【双闭环控制的直流调速系统】直流双闭环调速.docx

【双闭环控制的直流调速系统】直流双闭环调速控制系统综合设计指导老师：XXX老师年级专业12自动化X班姓名学号XXX20123120xxxx2016年1月8日题目及要求设计题目：直流调速系统计算机仿真设计背景：直流调速系统是传统的调速系统，自19世纪80年代起至19世纪末以前，工业上传动所用电动机一直以直流电动机为唯一方式。它具有稳速精度高、调速比大、响应时间短等特点，宜于在广泛范围内平滑调速，故广泛应用于轧钢、机床、轻工、计算机、飞机传动机构等领域。近年来，交流调速系统发展很快，被科学技术水平较高的西方国家所广泛采用，与直流调速相比，交流调速有本身固有的优点：结构简单、坚固耐用、经济可靠及小动态相应性能好等，还能实现高速拖动，而且电源广泛。但由于直流拖动系统在理论上和时间上都比较成熟，具有良好的起、制动性能，从反馈闭环控制的角度来看，直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础，所以我们应该很好的掌握直流拖动控制系统。但是直流调速系统的设计是一个庞大的系统工程，对于一个经过大量分析、计算、设计、安装等一系列工作的系统究竟能否一次性调试成功，这关系到已经投入的大量人力、财力、物力是否会浪费的问题。因此，一个直流调速系统在正式投入运行前，往往要进行仿真调试。设计要求：本设计给出一个小型直流调速系统，其指标及参数为∶（1）静态精度(转差率S)，在电网电压波动±10%，负载变化±20%，频率变化±1HZ时，S10~15；（2）电动机数据∶额定电流136A，额定电压230V，功率30KW，额定转速1460转/分，电势转速比可控硅整流装置KS=40。Ce=0.132，电枢电阻RΩ=0.5Ω，过载系数λ=1.5，Tl=0.03s，Tm=0.18s。（3）测速发电机，永磁式，额定数据为∶电压110V，电流0.045A，转速1900r/min，Pg=23.1W，Ig=0.21n=1900r/minA，g。目录1系统设计方案......................................................21.1方案一：转速负反馈单闭环调速系统...................................21.2方案二：速度、电流双闭环调整系统...................................21.3方案选择...........................................................32双闭环控制的直流调速系统原理及参数计算............................42.1直流调速系统的静特性...............................................42.2电流调节器的传递函数参数计算.......................................42.3转速调节器的传递函数参数计算.......................................62.4双闭环控制的直流调速系统动态结构框图................................83双闭环控制的直流调速系统仿真......................................9利用Matlab中的Simulink对该系统进行建模、仿真和分析。..............94结论与收获.......................................................125小组分工.........................................................12参考文献...........................................................121系统设计方案为了满足调速的设计要求，本设计的直流调速必须采用负反馈调节实现，可供选择方案有转速负反馈单闭环调速以及速度、电流双闭环调速。为了消除静差，均使用PI调节器。1.1方案一：转速负反馈单闭环调速系统图1所示是一个典型的转速负反馈单闭环调速系统的原理图。图1转速负反馈单闭环调速系统原理图其工作原理是：速度设定是一个可变电位器，改变电位器的工作点就能改变其输出电压，由一个输入设定速度值，送到调节器A，调节器按照其控制算法进行解算，输出控制信号Uct给触发电路单元GT，由GT控制可控整流单元Z，输出Ud经电抗器L给直流电机M，电机M带动机械负载工作，同时转速检测单元TG把实际速度反馈给调节器A，调节器本身采用减法器模式，这样就是一个差值，然后这个差值就对后续的结果产生作用。电机启动初期，差值最大；达到稳态时，差值就变到最小；当要改变转速时，只需改变