雙閉環調速系統_課程設計-免費閱讀

　　

【正文】 關于實驗報告的完成，這次實驗報告相比自己以前的，無論是在排版還是在思路上都有提高，排版上保持實驗過程，分析過程，計算推導過程結構化，特別是實驗過程，用表格的形式，可以給需要完成實驗的人一目了然的說明。對于晶閘管整流電源，我們就抓住了整流類型對輸出的影響（平均失控時間）和電源輸出電壓與控制電壓的關系（電源放大系數）。 ② 轉速調節器的電容過大。忽略轉速對電流的影響會減少電流波 動，影響 ACR 和 ASR的比例，時間常數。 ② 調節電機的給定分別到 5V，改變負載電機串入的電阻值，記錄電機的電流和轉速。 ③ 將給定電壓調到最大的 5V，施加給定，用示波器觀察電樞電流的波形是否穩定，若不穩定則減小 ASR 給定端輸入電阻或增大給定 輸出電容值，直到波形穩定，并記錄此時的 ASR電阻電容值。 Ⅰ .這個環節是單元測試，除了 ACR 以外的環節都不接入給定 . Ⅱ .ACR 的給定值多大不重要，但必須是負給定，這樣在正式運行時的限幅值才會正確。 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 22 ③ 改變模型中的電源放大系數，考慮到模型電源放大系數的非線性性， 圖 36 改變電源放大系數對轉速的影響 仿真和實驗時給定電壓 時的轉速分別為 867rpm 和 1086rpm，由上圖可以看到 Ks 的偏大會使轉速偏大，實際轉速較模型仿真出的轉速偏大，可能是模型電源放大系數偏小帶來的，但這是不合理的，因為在計算平均放大系數時所用線性段放大系數都是偏大的，很難想象模型的放大系數還會出現偏小的情況。 要得到模型中放大系數sK，可以用線性區中幾組sK的平均值。 (3)電源等效內阻nR 計算公式 1212ddddn II UUR ??? 計算內阻nR/? 電源端電壓dU/V 電樞電流dI/A 205 10 204 20 202 20 200 10 199 10 198 14 平均電源內阻 表 34 電源內阻的測量結果 通過聯立電樞回路的 KVL 方程，利用轉速為 0，電樞電流與電源端電壓的關系，消去轉速和電樞回路電阻，求電源內阻。 ，此時是由萬用表本身供電的。 電樞端電壓raU, 電源端電壓d 電樞電流 dI 電動勢轉速系數eC 利用電機的機械特性方程聯立，消去未知的電樞回路電阻，僅由兩次測量的電壓差值和轉速差值求出電動勢轉速 系數 edd C RIUn 011 ?? edd C RI 022 ? ctU得到，只需要測端電壓和轉速，不需要關心電樞電流，勵磁回路也要。 22 系統的靜，動態性能指標 在控制系統中設置調節器是為了改善系統的靜，動態性能，而要衡量調節器的設置和調整是否恰當，就需要一些相應的指標。 ?研發新型的電力電子器件，隨著電力電子器件走向耐高壓，大功率，高頻化和智能化，新型的電力拖動系統能擁有更可靠的性能，能適應更極端的工作條件。四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 1 目錄頁 第一章 緒論 ……………………………………………………………………… 2 11 課題背景，實驗目的與實驗設備…………………………………… …… 2 12 國內外研究情況 …………………………………………………………… 3 第二章 雙閉環調速系統設計理論 ……………………………………………… 3 21 典型Ⅰ型和典型Ⅱ型系統 ………………………………………………… 3 22 系統的靜，動態性能指標 ………………………………………………… 4 23 非典型系統的典型化 ………………………………………………… …… 6 24 轉速調節器和電流調節器的設計 ………………………………………… 7 第三章 模型參數測定和模型建立 ……………………………………………… 9 31系統模型參數測定實驗步驟和原理 ………………………………………… 9 32模型測定實驗的計算分析 ………………………………………………… 11 33 系統模型仿真和誤差分析 ………………………………………………… 18 第四章 工程設計方法設計和整定轉速，電流反饋調速系統 …………… …… 22 41 設計整定的思路 …………………………………………… ……………… 22 42 電流調節器的整定和電流內環的校正，簡化 …………………………… 23 43 轉速調節器的整定和轉速環的校正，簡化 ……………………………… 25 44 系統的實際運行整定 ……………………………………………………… 27 45 關于 ASR 和 ACR 調節器的進一步探討 …………………………………… 33 第五章 設計分析和心得總結 …………………………………………………… 34 51 實驗中出現的問題 ………………………………………………………… 34 52 實驗心得體會 ……………… ……………………………………………… 35 第六章 實驗原始數據 …………………………………………………………… 38 61 建模測定數據 ……………………………………………………………… 38 62 系統調試實驗數據 ………………………………………………………… 39 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 2 第一章 緒論 11 課題背景，實驗目的與實驗設備 轉速，電流反饋控制的調速系統是一種動靜態特性優良的直流調速系統，它的控制規律是建立在經典控制規律的基礎上的，用傳遞函數建立動態數學模型，并從傳遞函數模型和開環頻域特性去總結其控制規律，用跟隨 和抗擾兩個方面的指標去衡量它的動靜態性能。 ?與嵌入式操作系統結合，嵌入式操作系統的加入能使電力拖動系統擁有更強大的功能，包括聯網的云檢測故障，大系統的協調工作等，此外，基于 Linux的數字伺服系統無疑是目前的研究熱點。 這些指標包括兩大類，在下表中列出 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 5 跟隨性能特性 名稱 備注 上升時間 輸出量第一次上升到穩態值所用的時間 超調 量 輸出量超過穩態值最大時與穩態值差值比上穩態值 峰值時間 輸出量上升到最大值所用時間 調節時間 輸出量穩定在穩態值附近一定范圍內所用時間 抗擾性能特性 動態降落 穩態運行時突加負擾動造成的輸出量降落 恢復時間 穩態運行時突加擾動后輸出穩定在一定范圍的時間 表 21 性能指標及其定義 Ⅰ 型系統的閉環系統是一個二階系統，它的暫態響應特性指標與系統的阻尼比和自然振蕩頻率有關，并且可以歸納成下表 表 22 典型Ⅰ型系統動態跟隨性能指標和頻域指標與參數的關系 Ⅱ 型系統 的閉環系統是一個三階系統，可以將它用主導零極點法簡化成二階系統進行分析，它的跟隨性能指標也可以歸納為 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 6 表 23 典型Ⅱ型系統階躍輸入跟隨性能指標 23 非典型系統的典型化 實際控制對象的傳遞函數多種多樣，往往受很多參數影響，并且直接由微分方程建立的是高次模型。 測量幾組數據時電樞回路的電阻不能改變，特別是串接的 起動電阻。 電感內阻 dR 電樞回路總電阻 ?R dan RRRR ???? 電磁時間常數lT 用電感表測出電樞回路的總電感再除以總電阻，即 要斷開，否則就會偏小，相當于并聯了其他電感 電樞電感 dI 平波電感 四川大學電氣信息學院自動化系課程設計 轉速，電流反饋控制直流調速系統的設計 11 ??? R LLT dal dL 電樞回路總電阻 ?R 機電時間常數 mT 連上勵磁回路，斷開負載回路，突加給定使電機的峰值電樞電流達到堵轉電流（實驗中是 ），記錄轉速 n和時間 t 的波形圖，利用以下公式可以計算出機電時間常數 dzdmttABZamamZamemZazaamzeaIIttIdtIdtdiTIdtdiCCRGDCTidtdnGDICiCTTCRIUnBA?????????????????)(37537522 1.dzdmII ,分別為堵轉電流和 空載時的電流。但是實驗時求取的電樞電流不夠精確，導致求不出精確的電源內阻，根據經驗，