1、课 程 设 计 用 纸 教师批阅： 第 1 页 共 19 页 摘要 从直流电动机的工作原理入手，建立双闭环直流调速系统 的数学模型，并详细分析系统的原理及其静态和动态性能，且 利用 Simulink 对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速系统；Simulink 仿真 课 程 设 计 用 纸 教师批阅： 第 2 页 共 19 页 目 录 1 设计目的及意义. 3 2 工作原理. 4 2.1 双闭环直流调速系统的组成与原理 . 4 2.2 双闭环直流调速系统的静特性分析 . 5 2.3 双闭环直流调速系统的稳态结构图 . 7 2.4 双闭环直流调速系统的数学模型 . 7 2.5
2、 调节器的具体设计 . 8 2.6 速度环的设计 . 10 2.7 双闭环直流调速系统仿真 . 12 3 方案设计与论证. 14 4 系统硬件设计. 15 4.1 主电路 . 15 4.2 控制电路 15 4.3 驱动电路 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4.4 反馈和保护电路 . 16 5 系统调试. 17 6 心得体会. 18 参 考 文 献. 19 课 程 设 计 用 纸 教师批阅： 第 3 页 共 19 页 1 设计目的及意义 本设计从直流电动机的工作原理入手，并详细分析了系统 的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭 环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用 S
3、imulink 对系统 进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依 据。 转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的 直流调速系统, 采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优 良的静、动态调速特性。转速、电流双闭环直流调速系统的控 制规律，性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控 制系统的重要基础。应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的 基本组成及其静特性；从起动和抗扰两个方面分析其性能和转 速与电流两个调节器的作用；应用工程设计方法解决双闭环调 速系统中两个调节器的设计问题，等等。 通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能 够更好的掌握调速系统的基本理论及相
4、关内容，在对其各种性 能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足 之处的完善，可提高该系统的性能，使其能够适用于各种工作 场合，提高其使用效率。 课 程 设 计 用 纸 教师批阅： 第 4 页 共 19 页 2 工作原理 2.1 双闭环直流调速系统的组成与原理 图 2.1 双闭环直流调速系统的原理图 电动机在启动阶段,电动机的实际转速(电压)低于给定值, 速度调节器的输入端存在一个偏差信号,经放大后输出的电压 保持为限幅值,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出 电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时则以最大电流给定 值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即 增大直到等于最大给定值, 电动机以最大电流恒流加速启动。 电动机的最大电流(堵转电流)可以通过整定速度调节器的输出 限幅值来改变。在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器 输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退 出饱和状态,闭环调节开始起作用。对负载引起的转速波动,速 度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流 调节器来修正触发器的移相电压,使整流桥输出的
