電力拖動自動控制系統(tǒng)課設

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1、武漢理工大學《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設計說明書摘要直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的性能很好，具有調(diào)速范圍廣、精度高、動態(tài)性能好和易于控制等優(yōu)點，所以在電氣傳動系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中設置了兩個調(diào)節(jié)器,即轉速調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR),分別調(diào)節(jié)轉速和電流。本文對直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計進行了分析，對直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理進行了一些說明，介紹了其主電路、檢測電路的設計，詳細介紹了電流調(diào)節(jié)器和轉速調(diào)節(jié)器的設計以及一些參數(shù)的選擇和計算，使其滿足工程設計參數(shù)指標。從直流電動機的工作原理入手，建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

2、的數(shù)學模型，并詳細分析系統(tǒng)的原理及其靜態(tài)和動態(tài)性能，且利用Simulink對系統(tǒng)進行各種參數(shù)給定下的仿真。關鍵詞：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)Simulink仿真17武漢理工大學《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設計說明書目錄1設計目的及意義12工作原理22.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理22.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析32.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖42.4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型52.5調(diào)節(jié)器的具體設計62.6速度環(huán)的設計82.7雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真93心得體會13參考文獻1417武漢理工大學《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設

3、計說明書雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設計及matlab仿真驗證1設計目的及意義本設計從直流電動機的工作原理入手，并詳細分析了系統(tǒng)的原理及其靜態(tài)和動態(tài)性能。然后按照自動控制原理，對雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計參數(shù)進行分析和計算，利用Simulink對系統(tǒng)進行了各種參數(shù)給定下的仿真，通過仿真獲得了參數(shù)整定的依據(jù)。轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好，應用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng),采用轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速特性。轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，性能特點和設計方法是各種交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎。應掌握轉

4、速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成及其靜特性；從起動和抗擾兩個方面分析其性能和轉速與電流兩個調(diào)節(jié)器的作用；應用工程設計方法解決雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的設計問題，等等。通過對轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的了解，使我們能夠更好的掌握調(diào)速系統(tǒng)的基本理論及相關內(nèi)容，在對其各種性能加深了解的同時，能夠發(fā)現(xiàn)其缺陷之處，通過對該系統(tǒng)不足之處的完善，可提高該系統(tǒng)的性能，使其能夠適用于各種工作場合，提高其使用效率。17武漢理工大學《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設計說明書2工作原理2.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理圖2.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的

5、原理圖電動機在啟動階段,電動機的實際轉速(電壓)低于給定值,速度調(diào)節(jié)器的輸入端存在一個偏差信號,經(jīng)放大后輸出的電壓保持為限幅值,速度調(diào)節(jié)器工作在開環(huán)狀態(tài),速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓作為電流給定值送入電流調(diào)節(jié)器,此時則以最大電流給定值使電流調(diào)節(jié)器輸出移相信號,直流電壓迅速上升,電流也隨即增大直到等于最大給定值,電動機以最大電流恒流加速啟動。電動機的最大電流(堵轉電流)可以通過整定速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值來改變。在電動機轉速上升到給定轉速后,速度調(diào)節(jié)器輸入端的偏差信號減小到近于零,速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器退出飽和狀態(tài),閉環(huán)調(diào)節(jié)開始起作用。對

6、負載引起的轉速波動,速度調(diào)節(jié)器輸入端產(chǎn)生的偏差信號將隨時通過速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器來修正觸發(fā)器的移相電壓,使整流橋輸出的直流電壓相應變化,從而校正和補償電動機的轉速偏差。另外電流調(diào)節(jié)器的小時間常數(shù),還能夠?qū)σ螂娋W(wǎng)波動引起的電動機電樞電流的變化進行快速調(diào)節(jié),可以在電動機轉速還未來得及發(fā)生改變時,迅速使電流恢復到原來值,從而使速度更好地穩(wěn)定于某一轉速下運行。17武漢理工大學《電力拖動與控制系統(tǒng)》課程設計說明書2.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析分析靜特性的關鍵是掌握PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般使存在兩種狀況：飽和—輸出達到限幅值，不

7、飽和—輸出未達到限幅值。當調(diào)節(jié)器飽和時，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號使調(diào)節(jié)器退出飽和，換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時隔斷了輸入和輸出的聯(lián)系，相當于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。當調(diào)節(jié)器不飽和時，PI的作用使輸入偏差電壓ΔU在穩(wěn)態(tài)時總為零。實際上，在正常運行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達到飽和狀態(tài)的。因此，對于靜特性來說，只有轉速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。（1）轉速調(diào)節(jié)器不飽和這時，兩個調(diào)節(jié)器都不飽和，穩(wěn)態(tài)時，它們的輸入偏差電壓都是零，因此，（2-1）（2-2）由第一個關系式可得：（2-3）從而得到圖2.2所示靜特性曲線的

8、CA段。與此同時，由于ASR不飽和，可知，這就是說，CA段特性從理想空載狀態(tài)的=0一直延續(xù)到。一般都是大于額定電流Idn的。這就是靜特性的運行段，它是一條水平的特性。（2）轉速調(diào)節(jié)器飽和這時，ASR輸出達到限幅值Uim*，轉速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉