运动控制课程设计

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1、 设计内容与设计要求 一设计内容： 1 电路功能： 1） 用移相控制实现直流调压，控制直流电动机的转速。能实现双 闭环的调节和控制。 2） 电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：整流电路、 整流变压器电路及保护电路。控制电路主要环节：触发电路、 电压电流检测单元、 调节器、 驱动电路、 检测与故障保护电路。 3） 主电路电力电子开关器件采用晶闸管。 4） 系统具有完善的保护 2. 系统总体方案确定 3. 主电路设计与分析 1）确定主电路方案 2）主电路元器件的计算及选型 3）主电路保护环节设计 4. 控制电路设计与分析 1）检测电路设计 2）功能单元电路设计 3）触发电路设计 4）调节控

2、制电路参数确定 二设计要求： 1 设计思路清晰，给出整体设计框图； 2 单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 3 分析所有单元电路与总电路的工作原理， 并给出必要的波形分 析。 4 绘制总电路图 5 写出设计报告； 主要设计条件 1 设计依据主要参数 1） 输入输出电压： （AC）220（1+15%） 、0300VDC 2） 最大输出电压、电流根据电机功率予以选择 3） 要求电机能实现单向无级调速，实现无静差调速。 4） 电机型号布置任务时给定 2. 可提供实验 说明书格式 1课程设计封面； 2任务书； 3说明书目录； 4设计总体思路，基本原理和框图（总电路图） ； 5单元电路设计（各单元电

3、路图） ； 6故障分析与电路改进、实验及仿真等。 7总结与体会； 8附录（完整的总电路图） ； 9参考文献； 10、课程设计成绩评分表 目目 录录 第第1章章 概概 述述 直流电机双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛，经济， 适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。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 调节器的单闭环调速系统可以在保 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

4、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得冲击，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受限的条件下，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起动，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）首相的条件下调速系统所能得到 的最快的起动过程

5、。 实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最 快启动， 关键是要获得一段使电流保持为最大值得恒流过程， 按照反馈控制规律， 电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反 馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后， 又希望只要转速负反馈，不在电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速 系统。 这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用不同的阶 段。 在设计过程中，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，需要设置两个 调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，即把转速调节器的输出 当作电流调节器的

6、输入， 再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置 从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫内环；转速环在外面，叫外环。这样就 形成了转速、电流双闭环调速系统。 第第2章章 系统总体方案确定系统总体方案确定 2.12.1 双闭环直流调速系统的组成双闭环直流调速系统的组成 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器， 分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，如下图所示，即把转速调节器的 输出当作电流调节器的输入， 再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发 装置。从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫做内环；转速环在外面，叫做外 环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。 该双闭环调速系统的两个调节器 ASR 和 ACR 一般都采用 PI 调节器。因为 PI 调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度， 使系统在稳态运行时得到无静 差调速，又能提高系统的稳定性；作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两 方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主，采用 PI 调节器便能保证系统 获得良好的静态和动态性能。