電拖課程設計--轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設計

1、<p><b>　　課程設計(論文)</b></p><p>　　題 目 名 稱 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設計 </p><p>　　課 程 名 稱 電力拖動基礎(chǔ) </p><p>　　學 生 姓 名

2、 </p><p>　　學 號 </p><p>　　系 、專 業(yè) 電氣工程系、11自動化 </p><p>　　指 導 教 師

3、 </p><p>　　2014年 1月3日</p><p>　　課程設計（論文）任務書</p><p>　　注： 1．此表由指導教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導教師、學生簽字后生效；</p><p>　　2．此表1式3份，學生、指導教師、教研室各1份。</p><p>　　指導教師（簽字）：

4、 學生（簽字）：</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　直流電機由于具有速度控制容易，啟、制動性能良好，且在寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速等特點而在冶金、機械制造、輕工業(yè)等工業(yè)部門中得到廣泛應用。直流時機轉(zhuǎn)速的控制方法可以分為兩類，即勵磁控制法與電樞電壓控制法。本文主要研究直流調(diào)速系統(tǒng)，它主要由三部分組成，包括控制部分、功率部分、

5、直流電動機。長期以來，直流電動機因其具有調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速比較靈活、方法簡單等特點，一直在傳動領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。 </p><p>　　本文對雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)進行了較深入的研究，從直流調(diào)整系統(tǒng)原理出發(fā)，逐步建立了閉環(huán)直流PWM調(diào)整系統(tǒng)的模型。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)；PWM；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器 </p><p>&l

6、t;b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要Ⅰ</b></p><p>　　1 MATLAB 基礎(chǔ)知識1</p><p>　　1.1 MATLAB簡介1</p><p>　　1.2 MATLAB環(huán)境1</p><p><b>　　2 設計準備

7、2</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)設計任務2</p><p>　　2.2系統(tǒng)設計技術(shù)參數(shù)和條件.2</p><p>　　2.3 設計內(nèi)容和數(shù)據(jù)資料2</p><p><b>　　3任務分析3</b></p><p>　　3.1選擇PWM控制系統(tǒng)的理由3&l

8、t;/p><p>　　3.2采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由3</p><p>　　4主電路方案和控制系統(tǒng)確定5</p><p>　　4.1 PWM 變換器的選用6</p><p>　　4.2傳感器以及測速發(fā)電機的選用.6</p><p>　　4.3驅(qū)動電路選用7</p><p>　　4.4

9、調(diào)節(jié)器的選擇7</p><p>　　4.5脈寬調(diào)制器選用8</p><p>　　5 主電路的原理9</p><p>　　5.1調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形9</p><p>　　6雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器的設計10</p><p>　　6.1電流環(huán)的設計10</p><p>　　6.2

10、轉(zhuǎn)速環(huán)的設計11</p><p>　　6.3負反饋單元13</p><p>　　7 系統(tǒng)的MATLAB仿真14</p><p>　　7.1系統(tǒng)的仿真模型14</p><p>　　7.2仿真輸出波線曲線圖14</p><p><b>　　總結(jié)15</b></p>&l

11、t;p><b>　　參考文獻16</b></p><p>　　1 MATLAB基礎(chǔ)知識</p><p>　　1.1 MATLAB簡介</p><p>　　美國的CleveMoler 博士建立了MATLAB (Matrix Laboratory 的縮寫)，即矩陣驗室，早期開發(fā)MATLAB軟件是為了幫助老師和學生更好的學習和授課，二十余年

12、的不斷升級，目前MATLAB 最新版本為ATLABR2008a。</p><p>　　由于使用MATLAB 編程運算比較容易掌握，用MATLAB 編寫程序猶如在演算紙上排列出公式與求解問。在這個環(huán)境下，對所要求解的問題，用戶只需簡單地列出數(shù)學表達式，其結(jié)果便會由MATLAB以數(shù)值或圖形方式顯示出來。從MATLAB誕生開始，由于其高度的集成性和應用的方便性，以及它能非?？旖莸貙崿F(xiàn)科研人員的設想并節(jié)省科研時間，在高校

13、中得到了廣泛的應用于推廣。它可以很方便地進行圖形化輸入輸出，同時，具有豐富的函數(shù)庫（工具箱)，極易實現(xiàn)各種不同專業(yè)的科學計算功能。另外，MATLAB 和其他高級語言也具有良好的接口，可以方便地與其他語言實現(xiàn)混合編程，這都進一步拓寬了它的應用范圍和使用領(lǐng)域。</p><p>　　1.2 MATLAB環(huán)境</p><p>　　MATLAB 既是一種語言，又是一個編程環(huán)境。作為一個編程環(huán)境，M

14、ATLAB提供了很多便于用戶管理變量、輸入輸出數(shù)據(jù)以及生成和管理M文件的工具。所謂M文件，就是用MATLAB語言編寫的、可在MATLAB中運行的程序。單機MATLAB的桌面快捷方式?？梢灾苯訂覯ATLAB軟件，啟動后的MATLAB操作界面默認情況。MATLAB最常用的窗口有命令窗口、歷史命令窗口、工作空間、當前目錄瀏覽器、內(nèi)存數(shù)據(jù)編輯器，M文件編輯/ 調(diào)試器、幫助導航系統(tǒng)和開始按鈕。</p><p><b

15、>　　2 設計準備</b></p><p>　　2.1 系統(tǒng)設計任務</p><p>　　1、根據(jù)控制系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)進一步細化技術(shù)要求。首先確定控制系統(tǒng)方案；確定每一級的具體技術(shù)指標（如放大倍數(shù)，輸入輸出電阻，電源電壓等）；</p><p>　　2、電流超調(diào)量σi≤5%，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量σn≤30%，調(diào)速范圍D=20，靜差率Sn≤0

16、.03；</p><p>　　3、建立控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，并基于Matlab或其他仿真軟件的仿真設計；</p><p>　　4、全面熟練掌握電力拖動的應用，以及小型電力拖動應用系統(tǒng)設計的步驟，通過設計過程進一步鍛煉和培養(yǎng)動手能力。</p><p>　　2.2系統(tǒng)設計技術(shù)參數(shù)和條件</p><p>　　輸出功率為: 10Kw

17、電樞額定電壓：220V</p><p>　　電樞額定電流：50A 額定勵磁電流：2A</p><p>　　額定勵磁電壓：110V 功率因數(shù)：0.85</p><p>　　電樞電阻：0.15歐姆 電樞回路電感：100mH</p><p>　　電機機電時間常數(shù)：2S 電樞允許過載系數(shù)：1.5

18、</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：970rpm </p><p><b>　　環(huán)境條件：</b></p><p>　　電網(wǎng)額定電壓：380/220V； 電網(wǎng)電壓波動：10%；</p><p>　　環(huán)境溫度：-40~+40攝氏度； 環(huán)境相對濕度：10~90%。</p><p>　　2.3

19、設計內(nèi)容和數(shù)據(jù)資料</p><p>　　某直流電動機拖動的機械裝置系統(tǒng)。</p><p>　　主電動機技術(shù)數(shù)據(jù)為：</p><p>　　,，，電樞回路總電阻，機電時間常數(shù)，電動勢轉(zhuǎn)速比，Ks=40，，Ts=0.0017ms，電流反饋系數(shù)，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，試對該系統(tǒng)進行初步設計。</p><p><b>　　3 任務分析</b&g

20、t;</p><p>　　3.1 選擇PWM控制系統(tǒng)的理由 </p><p>　　脈寬調(diào)制器UPW采用美國硅通用公司（Silicon General）的第二代產(chǎn)品SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強的單片集成PWM控制器。由于它簡單、可靠及使用方便靈活，大大簡化了脈寬調(diào)制器的設計及調(diào)試，故獲得廣泛使用。PWM系統(tǒng)在很多方面具有較大的優(yōu)越性： <

21、;/p><p>　?。?）PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡單，需用的功率器件少。 </p><p>　?。?）開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱都較小。 </p><p>　?。?）低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣，可達到1：10000左右。 </p><p>　　（4）如果可以與快速響應的電動機配合，則系

22、統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強。 </p><p>　?。?）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導通損耗小，當開關(guān)頻率適當時，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。                    

23、60; </p><p>　　變頻調(diào)速很快為廣大電動機用戶所接受，成為了一種最受歡迎的調(diào)速方法，在一些中小容量的動態(tài)高性能系統(tǒng)中更是已經(jīng)完全取代了其他調(diào)速方式。由此可見，變頻調(diào)速是非常值得自動化工作者去研究的。在變頻調(diào)速方式中，PWM調(diào)速方式尤為大家所重視，這是我們選取它作為研究對象的重要原因。       </p>&

24、lt;p>　　3.2 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由 </p><p>　　同開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會產(chǎn)生相應的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，對元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應特性。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。 </p><p>

25、;　　單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用PI控制器時，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。但是如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，如果要求快速起制動，突加負載動態(tài)速降小等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因為在單閉環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照要求來控制動態(tài)過程的電流或轉(zhuǎn)矩。另外，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗干擾性較差，當電網(wǎng)電壓波動時，必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生，因此動態(tài)誤差較大。 </p><p>　　在要求較高的調(diào)速

26、系統(tǒng)中，一般有兩個基本要求：一是能夠快速啟動制動；二是能夠快速克服負載、電網(wǎng)等干擾。通過分析發(fā)現(xiàn)，如果要求快速起動，必須使直流電動機在起動過程中輸出最大的恒定允許電磁轉(zhuǎn)矩，即最大的恒定允許電樞電流，當電樞電流保持最大允許值時，電動機以恒加速度升速至給定轉(zhuǎn)速，然后電樞電流立即降至負載電流值。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對電樞電流進行調(diào)節(jié)。 </p><p>　　以上兩點都涉及電樞電流的控制，所以自然考

27、慮到將電樞電流也作為被控量，組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　4 主電路方案和控制系統(tǒng)確定</p><p>　　直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串極聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可

28、以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，達到設計要求。 總體方案簡化圖如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化圖</p><p>　　用雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)方法，雖然相對成本較高，但保證了系統(tǒng)的可靠性能，保證了對生產(chǎn)工藝的要求的滿足，既保證了穩(wěn)態(tài)后速度的穩(wěn)定，同時也兼顧了啟動時啟動電流的動態(tài)過程。在啟動過程的主要階段，只有電流負反饋，沒有轉(zhuǎn)速負反饋，不讓電流負

29、反饋發(fā)揮主要作用，既能控制轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié)，又能控制電流使系統(tǒng)在充分利用電機過載能力的條件下獲得最佳過渡過程，很好的滿足了生產(chǎn)需求。</p><p>　　主電路選用直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)，控制系統(tǒng)選用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方案。主電路采用25JPF40電力二極管不可控整流，逆變器采用帶續(xù)流二極管的功率開關(guān)管IGBT構(gòu)成H型雙極式控制可逆PWM變換器。其中屬于脈寬調(diào)速系統(tǒng)特有的部分主要是UPM、邏輯延時環(huán)節(jié)DLD、

30、全控型絕緣柵雙極性晶體管驅(qū)動器GD和PWM變換器。系統(tǒng)中設置了電流檢測環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)器以及轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，構(gòu)成了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)，前者通過電流元件的反饋作用穩(wěn)定電流，后者通過轉(zhuǎn)速檢測元件的反饋作用保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，最終消除轉(zhuǎn)速偏差，從而使系統(tǒng)達到調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速的目的。該系統(tǒng)起動時，轉(zhuǎn)速外環(huán)飽和不起作用，電流內(nèi)環(huán)起主要作用，調(diào)節(jié)起動電流保持最大值，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達到給定值；穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速負反饋外環(huán)起主要作用，使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電

31、壓的變化而變化，電流內(nèi)環(huán)跟隨轉(zhuǎn)速外環(huán)調(diào)節(jié)電機的電樞電流以平衡負載電流原理圖如圖4-2所示。</p><p>　　圖4-2 直流PMW傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.1 PWM 變換器的選用</p><p>　　本設計選用帶續(xù)流的絕緣柵雙極晶體管IGBT構(gòu)成H型雙極性控制PWM變換器。其中，電源電壓Us選用不可控電力二極管25JPF40整流提供，并采用大電容C

32、進行濾波。</p><p>　　功率管開關(guān)管應承受2Us的電壓，為此選用FGA25N120AN絕緣柵雙極晶體管IGBT并接在功率開關(guān)管兩端二級管用在IGBT關(guān)斷時為電樞回路提供釋放電感儲能的續(xù)流。FGA25N的參數(shù)：Vce=200V，Ic=15A。選用10CTF30型電力二極管，If=10A，Urm=300V。</p><p>　　采用單相交流220V供電，變壓器二次電壓為67V，橋式整流

33、二極管最大反向電壓大于電源的幅值的2倍，最大整流電流按2倍額定電流考慮。選25JPF40，If=25A，Urm=400V。</p><p>　　整流橋輸出端所并接的電容作用濾除整流后的電壓紋波，并在負載變化時保持電壓平穩(wěn)。另外，當脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動機減速或停車時，貯存在電動機和負載轉(zhuǎn)動部分的動能將由電容器吸收，所以所用的電容較大，這里選用4000uf，電壓按大于2倍電壓選擇。</p><p&g

34、t;　　4.2 傳感器以及測速發(fā)電機的選用</p><p>　　由于題目要求需要對電流進行采樣，故此這里我們選用霍爾電流傳感器HNC-025A，HNC-025A傳感器所能測量的額定電流為 5A、6A、8A、 12A、25A，當原邊導線經(jīng)過電流傳感器時，原邊電流 IP會產(chǎn)生磁力線，原邊磁力線集中在磁芯氣隙周圍，內(nèi)置在磁芯氣隙中的霍爾電片可產(chǎn)生和原邊磁力線成正比的，大小僅為幾毫伏的感應電壓，通過后續(xù)電子電路可把這個微

35、小的信號轉(zhuǎn)變成副邊電流 IS，并存在以下關(guān)系式： IS* NS= IP*NP。在外環(huán)中，我們需要有速度的反饋，這里我們選用永磁式ZYS231/110型作為測速機。</p><p>　　4.3 驅(qū)動電路選用</p><p>　　驅(qū)動電路的作用是將控制電路輸出的PWM信號放大至足以保證IGBT可靠導通或關(guān)斷的程度。同時具有實現(xiàn)主電路與控制電路相隔離、故障后自動保護及延時等功能。這里我們選用上海

36、馬克電氣公司的AST96X 系列的MAST5-2C-U12型IGBT驅(qū)動板 ，AST96X 為單路光電耦合隔離帶短路、欠壓和過壓保護功能的 IGBT 驅(qū)動模塊； MAST 系列為 1 - 7 路、帶隔離電源的 IGBT 驅(qū)動板，易于使用，對供電電源要求低，適用 600V - 1700V 的各種不同類型 IGBT 驅(qū)動；兩者均提供 電流源或電壓源－電阻兩種驅(qū)動方式，具有單電源供電、輸入電壓范圍寬、內(nèi)置正負電壓發(fā)生器以及電壓濾波器、內(nèi)置短路

37、保護電路、內(nèi)置驅(qū)動欠壓和過壓保護電路、內(nèi)置 VCE 檢測的快恢復高壓二極管、內(nèi)置光電耦合器以傳輸驅(qū)動保護/故障信號、內(nèi)置柵極過壓箝位元件等特點。MAST5-2C-U12是為控制和驅(qū)動電機設計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC 之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。該產(chǎn)品為大規(guī)模集成基極驅(qū)動電路，可對IGBT實現(xiàn)較理想的基極電流優(yōu)化驅(qū)動和自身保護。</p><p>　　4.4 調(diào)節(jié)

38、器的選擇</p><p>　　根據(jù)題目要求我們嘗試用P調(diào)節(jié)器進行動態(tài)校正，但是存在靜差，PI調(diào)節(jié)器可以進一步提高穩(wěn)態(tài)性能，達到消除穩(wěn)態(tài)速差的地步。在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點離被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。為了獲得良

39、好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器，并且這里我們采用PI調(diào)節(jié)器。</p><p>　　4.5 脈寬調(diào)制器選用</p><p>　　脈寬調(diào)制器用于產(chǎn)生控制PWM變換器的功率器件通斷的PWM信號。常用種類有：模擬式、數(shù)字式和專用集成電路。這里選用美國德克薩斯儀器公司TL494專用集成電路作為雙端輸出型脈寬調(diào)制器，其載波為鋸齒波信號，振蕩頻率，其中和取值范圍：，。</p>&l

40、t;p><b>　　5 主電路的原理</b></p><p>　　該系統(tǒng)是屬于雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其中具有轉(zhuǎn)速環(huán)，稱為外環(huán)，還有就是電流環(huán)，這里稱為內(nèi)環(huán)，外環(huán)由測速機采集信號經(jīng)過反饋系數(shù)得到電壓信號反饋給ASR，內(nèi)環(huán)我們這里采用直流PWM控制系統(tǒng)相結(jié)合，其中脈寬調(diào)速系統(tǒng)由調(diào)制波發(fā)生器GM、脈寬調(diào)制器UPM、邏輯延時環(huán)節(jié)DLD以及絕緣柵雙極性晶體管的GD和脈寬調(diào)制變換器組成。直流PWM控制系

41、統(tǒng)是直流脈寬調(diào)制式調(diào)速系統(tǒng)控制系統(tǒng)，與晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的區(qū)別在于用直流PWM變換器取代了晶閘管交流裝置，作為系統(tǒng)的功率驅(qū)動器。脈寬調(diào)制器是有一個運算放大器和幾個輸入信號構(gòu)成電壓比較器。運算放大器工作在開環(huán)狀態(tài)，在電流調(diào)節(jié)器輸出的控制信號的控制下，產(chǎn)生一個等幅、寬度受Uc控制的方波脈沖序列，為PWM提供所需要的脈沖信號。邏輯延時環(huán)節(jié)DLD保證在一個管子發(fā)出關(guān)斷脈沖時，經(jīng)延時后再發(fā)出對另一個管子的開通脈沖，在延時環(huán)節(jié)中引入瞬時動作限流保護

42、FA信號，一旦橋臂電流超過允許最大電流值時，使工作管子同時封鎖，以保護電力晶體管。</p><p>　　5.1 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形 </p><p>　　如圖5-1所示，這時，啟動電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動過程。</p><p>　　(a) 帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

43、起動過程   (b)理想快速起動過程</p><p>　　圖5-1 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形  </p><p>　　6雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器的設計</p><p><b>　　6.1電流環(huán)的設計</b></p><p>　　6.1.1確定時間常數(shù)</p&

44、gt;<p>　?、琶}寬調(diào)制器和PWM變換器的滯后時間常數(shù)</p><p><b>　　開關(guān)周期。</b></p><p>　　脈寬調(diào)制器和PWM變換器的放大系數(shù)為，于是可得脈寬調(diào)制器和PWM變換器的傳遞函數(shù)為</p><p>　?、齐娏鳛V波時間常數(shù)取。</p><p>　?、请娏鳝h(huán)小時間常數(shù) 。</

45、p><p>　　6.1.2 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)設計要求，，而且，因此可按典Ⅰ型系統(tǒng)設計。電流調(diào)節(jié)器選用PI型，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　6.1.3 選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</p><p><b>　　要求時，應取，</b></p><p><b>　　因此 &l

46、t;/b></p><p><b>　　于是 </b></p><p>　　6.1.4 校驗近似條件</p><p><b>　?、乓?，現(xiàn)。</b></p><p><b>　?、埔?，現(xiàn)。</b></p><p><b>　　⑶要求，

47、現(xiàn)。</b></p><p><b>　　可見均滿足要求。</b></p><p>　　6.1.5 計算ACR的電阻和電容</p><p><b>　　取，則</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>

48、　　取</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)指標為，故滿足設計要求。</p><p>　　6.2 轉(zhuǎn)速環(huán)的設計</p><p>　　6.2.1確定時間常數(shù)</p><p>　?、烹娏鳝h(huán)等效時間常數(shù)為。</p>

49、<p>　?、迫∞D(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)。</p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　6.2.2 ASR結(jié)構(gòu)設計</p><p>　　根據(jù)穩(wěn)態(tài)無靜態(tài)及其他動態(tài)指標要求，按典Ⅱ型系統(tǒng)設計轉(zhuǎn)速環(huán)，ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</p><p>　　6.2.3 選擇ASR參數(shù)</p>

50、<p><b>　　取，則</b></p><p><b>　　則 </b></p><p>　　6.2.4 校驗近似條件</p><p><b>　?、乓?， </b></p><p><b>　　現(xiàn) 。</b></p>&l

51、t;p><b>　　⑵要求，</b></p><p><b>　　現(xiàn)</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　6.2.5 計算ASR電阻和電容</p><p><b>　　取，則</b></p><p&

52、gt;<b>　　取</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　6.2.6 校驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量</p><p><b>　　當時,</b></p><p><b&g

53、t;　　，而,</b></p><p><b>　　因此</b></p><p>　　可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求。</p><p>　　6.2.7 校驗過渡過程時間</p><p>　　空載起動到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時間</p><p>　　可見能滿足設計要求。</p><

54、;p><b>　　6.3負反饋單元</b></p><p>　　6.3.1轉(zhuǎn)速檢測裝置選擇</p><p><b>　?、艤y速發(fā)電機參數(shù)</b></p><p>　　永磁式ZYS231/110型，額定數(shù)據(jù)為,,,</p><p><b>　　。</b></p>

55、<p>　?、茰y速反饋電位器的選擇</p><p>　　考慮測速發(fā)電機輸出最高電壓時，其電流約為額定值的，這樣，測速發(fā)電機電樞</p><p>　　壓降對檢測信號的線性度影響較小。</p><p>　　測速發(fā)電機工作最高電壓</p><p><b>　　測速反饋電位器阻值</b></p>&l

56、t;p><b>　　此時所消耗的功率為</b></p><p>　　為了使電位器溫度不要提高，實選瓦數(shù)應為消耗功率的一倍以上，故選為，取。</p><p>　　7 系統(tǒng)的MATLAB仿真</p><p>　　7.1 系統(tǒng)的仿真模型 </p><p>　　圖7-1 系統(tǒng)仿真模型圖</p>&l

57、t;p>　　7.2仿真輸出波線曲線圖</p><p>　　圖7-2仿真輸出波形圖</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　在本次的課程設計中不僅檢驗了我所學習的知識，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設計過程中，與同學分工設計，和同學們相互探討，相互學習，相互監(jiān)督。學會了合作，學

58、會了運籌帷幄，學會了寬容，學會了理解，也學會了做人與處世。 課程設計是我們專業(yè)課程知識綜合應用的實踐訓練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設計，我深深體會到這句千古名言的真正含義．我今天認真的進行課程設計，學會腳踏實地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)．通過本次設計以便積累一些經(jīng)驗對我們以后課程設計奠定基礎(chǔ)。 </p><

59、;p>　　在此感謝我們的xx老師，老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；老師循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；交直流調(diào)速課程設計每個數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細心指導。同時感謝對我?guī)椭^的同學們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學的友誼。     </p><p>　　由于本人的設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老

60、師們多多指教,我十分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)[M]．第2版．北京：機械工業(yè)出版社，2001．</p><p>　　[2]薛定宇．反饋控制系統(tǒng)設計與分析——MATLAB語言應用[M]．北京：清華大學出版社，2000．</p