运动控制课程设计---转速电流双闭环直流调整系统

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1、 I 转速电流双闭环直流调整系统 摘要：转速、电流双闭环控制的直流调整系统是应用最广泛性能最好的直流调整系统。它的控制规 律、性能特点和设计方法是各种交流、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。在闭环控制的直流 系统中表明，采用转速负反馈和 PI 调节的单闭环直流调整系统中，可以保证系统稳定的前提下实现 转速的无静差。但是如果对系统的要求比较高，单闭环系统就很难满足要求。 关键词：双闭环系统；直流调速；转速；电流 II 目 录 第 1 章 系统原理. 1 1.1 双闭环调速系统的工作原理 2 1.2 双闭环直流调速系统的数学模型. 2 1.3 双闭环直流调速系统两个调节器的作用 . 2 第 2

2、章 系统设计. 3 2.1 电流调节器的分析 3 2.2 转速调节器的分析 4 2.3 转速电流双闭环参数 5 2.4 电流环的设计. 5 2.5 速度环的设计. 7 总结与体会 . 10 参考文献 . 11 附 录 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 第1章 系统原理 许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态、动态性能。 而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术 领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中 发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。它具有动态响应快、

3、抗干扰能力强等优点。我们 知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有 效的加以抑制。 采用转速负反馈和 PI 调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现 转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单 闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流 或转矩。在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临 界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际 工作中，我们希望在电机最大电流限制的条

4、件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过 程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定 转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这时，启动电流成 方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。 ASRACR 触发 装置 晶闸管 装置 直流电机 测速电机反馈 电流反馈 给定 电压转速输出 图 1-1 双闭环直流电机高速系统 2 1.1 双闭环调速系统的工作原理 闭环控制的目的是把受控的输出转速信号反馈回输入端,并且参与控制新一轮的输出。 双闭环是 在单闭环的基础上引入了可以抑制电网电压扰动对转速产生影响的电流反馈,因此有良好的动、 静态 性能。双闭环直流调速系统的原理图如图1-1所示 1.2 双闭环直流调速系统的数学模型 双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构 图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图1-2所示。图中 )(sW ASR 和 )(sW ACR 分别表示转速调节 器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在