單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的時域分析

《單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的時域分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、邢臺學(xué)院物理系《自動控制理論》課程設(shè)計報告書設(shè)計題目：單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的時域分析專業(yè)：自動化班級：學(xué)生姓名:學(xué)號:指導(dǎo)教師：2013年3月24日邢臺學(xué)院物理系課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)：自動化班級：學(xué)生姓名學(xué)號課程名稱自動控制理論設(shè)計題目單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的時域分析設(shè)計目的、主要內(nèi)容（參數(shù)、方法）及要求直流調(diào)速系統(tǒng)各部分原理簡介及傳遞函數(shù)建模分析單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能并對其進行時域分析基于MATLAB的時域分析工作量2周進度安排3月11日至3月13日，準備資料；3月13日至3月22日，編寫；3月23日至3月2

2、4日，制圖。主要參考資料[1]謝紅衛(wèi).現(xiàn)代控制系統(tǒng).高等教育出版社，2007[2]黃堅.自動控制原理.高等教育出版社，2003[3]黃忠霖.自動控制原理的MATLAB實現(xiàn).國防工業(yè)出版社，2007[4]陳伯時.電力拖動自動控制.北京：機械工業(yè)出版社，2008[5]梁虹，普園媛，梁潔.信號與線性系統(tǒng)分析[M].高等教育出版社，2006指導(dǎo)教師簽字系主任簽字年月日摘要單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)是把轉(zhuǎn)速作為系統(tǒng)的被調(diào)節(jié)量，通過對給定電壓的控制來實現(xiàn)對電動機轉(zhuǎn)速控制的調(diào)速系統(tǒng)。它能夠檢測誤差，糾正誤差，有效地解決調(diào)速范圍與靜差

3、率的矛盾，抑制消除擾動造成的影響，并且采用了比例積分調(diào)節(jié)器，從而實現(xiàn)了無靜差調(diào)速。由于其優(yōu)良的調(diào)速性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，為工業(yè)生產(chǎn)，交通運輸，樓宇、辦公、家庭自動化提供了現(xiàn)代化的高新技術(shù)，提高了生產(chǎn)效率和人們的生活質(zhì)量，使人類社會生產(chǎn)、生活發(fā)生了巨大的變化。本次課程設(shè)計以單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)為例，研究控制系統(tǒng)的性能，并對單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)進行時域分析。關(guān)鍵詞：單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)時域分析超調(diào)量調(diào)節(jié)時目錄1單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)簡介11.1系統(tǒng)原理11.2系統(tǒng)的整體設(shè)計11.3電流截止負

4、反饋簡介21.4各環(huán)節(jié)簡介及傳遞函數(shù)31.4.1比例積分放大器31.4.2晶閘管整流器41.4.3額定勵磁下的直流電動機52單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的時域分析72.1系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖72.2動態(tài)性能分析82.3穩(wěn)態(tài)性能分析103基于MATLAB的時域分析104總結(jié)體會14參考文獻141單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)簡介1.1系統(tǒng)原理為了提高直流調(diào)速系統(tǒng)的動靜態(tài)性能指標，通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)(包括單閉環(huán)系統(tǒng)和多閉環(huán)系統(tǒng))。對調(diào)速指標要求不高的場合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對調(diào)速指標較高的則采用多閉環(huán)系統(tǒng)。按反饋的方式不同可分為轉(zhuǎn)速反

5、饋，電流反饋，電壓反饋等。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)使用較多。在本設(shè)計中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)實驗是將反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號作為反饋信號，經(jīng)“速度變換”后接到“速度調(diào)節(jié)器”的輸入端，與“給定”的電壓相比較經(jīng)放大后，得到移相控制電壓，用作控制整流橋的“觸發(fā)電路”，觸發(fā)脈沖經(jīng)功放后加到晶閘管的門極和陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸出電壓，這就構(gòu)成了速度負反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機最高轉(zhuǎn)速由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調(diào)節(jié)器采用P（比例）調(diào)節(jié)對階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，要想消除上述誤差，則需將調(diào)節(jié)器換成PI(比例

6、積分)調(diào)節(jié)。這時當“給定”恒定時，閉環(huán)系統(tǒng)對速度變化起到了抑制作用，當電機負載或電源電壓波動時，電機的轉(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。1.2系統(tǒng)的整體設(shè)計單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速系統(tǒng)原理圖151.3電流截止負反饋簡介直流電動機全電壓起動時，如果沒有采取專門的限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對電動機換向不利，對于過載能力低的晶閘管等電力電子器件來說，更是不允許的。系統(tǒng)中必須設(shè)有自動限制電樞電流的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制的基本概念，要維持某個物理量基本不變，只要引入該物理的負反饋就可以了。所以，引入電流負反饋能夠保持電

7、流不變，使它不超過允許值。但是，電流負反饋的引入會使系統(tǒng)的靜特性變得很軟，不能滿足一般調(diào)速系統(tǒng)的要求，電流負反饋的限流作用只應(yīng)在起動和堵轉(zhuǎn)時存在，在正常運行時必須去掉，使電流能自由地隨著負載增減。這種當電流大到一定程度時才起作用的電流負反饋叫做電流截止負反饋。直流調(diào)速系統(tǒng)中的電流截止負反饋環(huán)節(jié)如下圖所示，電流反饋信號取自串入電動機電樞回路中的小阻值電阻，正比于電流。設(shè)為臨界的截止電流，當電流大于時，將電流負反饋信號加到放大器的輸入端；當電流小于時，將電流反饋切斷。為了實現(xiàn)這一作用，需引入比較電壓，圖a中用獨立的直流電

8、源作為比較電壓，其大小可用電位器調(diào)節(jié)，相當于調(diào)節(jié)截止電流。在與之間串接一個二極管VD，當>時，二極管導(dǎo)通，電流負反饋信號即可加到放大器上去；當時，二極管截止，消失。圖b利用穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓作為比較電壓，線路要簡單得多，但不能平滑調(diào)節(jié)截止電流值。151.4各環(huán)節(jié)簡介及傳遞函數(shù)1.4.1比例積分放大器比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）可以使系統(tǒng)在無靜