运控课程设计---双闭环直流电机调速系统设计

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1、 电气电气工程学院工程学院 运动控制系统课程设计 专专 业业： 自动化 设计题目设计题目：双闭环直流电机调速系统设计 班级班级 学生姓名学生姓名： 学号学号： 指导教师指导教师： 分院分院院长院长： 教研室主任教研室主任： 一、一、课程设计任务书课程设计任务书 1.设计参数设计参数 三相桥式整流电路，已知参数为： PN=555KW,UN=750V,IN=760A,nN=375r/min, 电 动 势 系 数 Ce=1.82V.min/r,电枢回路总电阻 R=0.14，允许电流过载倍数 =1.5，触发整流环节的放大倍数 Ks=75,电磁时间常数 Tl=0.031s, 机电时间常数 Tm=0.11

2、2s 电流反馈时间常数 Toi=0.002s,转速反馈 滤 波 时 间 常 数Ton=0.02s 。 且 调 节 器 输 入 输 出 电 压 U*nm=U*in=U*cm=10V,调节器输入电阻 R0=40K。 2.设计内容设计内容 1）根据题目的技术要求，分析论证并确定闭环调速系统的组 成，画出系统组成的原理框图。 2） 建立双闭环调速系统动态数学模型。 3）动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确 定 ASR 调节器与 ACR 调节器的结构形式及进行参数计算，使调 速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。 4） 利用 MATLAB 进行双闭环调速系统仿真分析，并研究参 数变化时

3、对直流电动机动态性能的影响。 3.设计设计要求：要求： 1） 该调速系统能进行平滑地速度调节， 负载电机不可逆运行， 具有较宽地转速调速范围 （ 10D ） ， 系统在工作范围内能稳定工 作。 2）系统静特性良好，无静差（静差率 2S ） 。 3） 动态性能指标： 转速超调量n10%， 电流超调量 5% i ， 动态最大转速降 810%n ，调速系统的过渡过程时间（调节 时间） 1 s ts 。 4)系统在 5%负载以上变化的运行范围内电流连续。 5)主电路采用三项全控桥。 4. 课程课程设计设计报告报告要求要求 1） 、要求在课程设计答辩时提交课程设计报告。 2） 、报告应包括以下内容： A

4、、系统各环节选型 双闭环直流调速系统的工作原理 调节器的工程设计 Simulink 仿真 B、系统调试过程介绍，在调试过程中出现的问题，解决办法等； C、课程设计总结。包括本次课程设计过程中的收获、体会，以 及对该课程设计的意见、建议等； D、设计中参考文献列表； E、报告使用 B5 纸打印，全文不少于 2000 字。 目录 1 目目 录录 摘 要.2 第一章 单闭环直流转速系统的仿真3 1.1 系统原理3 1.2 系统仿真4 第二章 双闭环直流调速系统的设计7 2.1 双闭环调速系统的组成 .7 2.2 系统的结构图8 2.3 系统的工作原理9 第三章 调节器的设计.10 3.1型与型系统的

5、比较 .10 3.2 电流调节器的设计.11 3.2.1 结构框图的选择 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.3.2 参数的计算 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 3.3 转速调节器的设计.12 3.3.1 结构框图的选择 12 3.3.2 参数的计算 13 3.4 双闭环仿真.14 第四章 课程设计总结.15 参考文献16 摘要 2 摘要 随着社会化大生产的不断发展， 电力传动装置在现代化工业 生产中的得到广泛应用，对其生产工艺、产品质量的要求不断提 高，这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速，因此我们 就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。 本次设计 的课题是双

6、闭环晶闸管不可逆直流调速系统，包括主电路和控制 回路。主电路由晶闸管构成，控制回路主要由检测电路，驱动电 路构成，检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。 双闭环直流调速系统，具有直流调速系统调速范围广、静差 率小、 稳定性好以及有良好的动态性能的优点， 又有动态响应快、 抗干扰能力强等特点，可以很好的满足实际需求。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 统的基本理论及相关内容。 第一章 3 第一章 单闭环直流转速系统的仿真 1.21.2系统原理系统原理 为了提高直流调速系统的动静态性能指标， 通常采用闭环控 制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。对调速指标要求不高的 场合， 采用单闭环系统， 而对调速指标较高的则采用多闭环系统。 按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。在 单闭环系统中，转速单闭环使用较多。 在本装置中， 转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号 作为反馈信号，经“速度