運動控制系統課程設計：雙閉環直流電機調速系統設計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 12 Ⅰ型系統與Ⅱ型系統的性能比較 12 電流調節器的設計 13 結構框圖的化簡和結構的選擇 13 時間常數的計算 15 選擇電流調節器的結構 15 計算電流調節器的參數 16 校驗近似條件 16 計算調節器的電阻和電容 17 轉速調節器的設計 18 轉速環結構框圖的化簡 18 確定時間常數 19 選擇轉速調節器結構 19 計算轉速調節器參數 20 檢驗近似條件 20 計算調節器電阻和電容 21第四章 Simulink仿真 23 電流環的仿真設計 23 轉速環的仿真設計 23 雙閉環直流調速系統的仿真設計 25課程設計總結 26參考文獻 27緒論緒 論許多生產機械要求在一定的范圍內進行速度的平滑調節，并且要求具有良好的穩態、動態性能。3）動態性能指標：轉速超調量δn≤10%，電流超調量，動態最大轉速降，調速系統的過渡過程時間（調節時間）。運動控制系統課程設計專 業： 自動化 設計題目：雙閉環直流電機調速系統設計班級： 自動化0942學生姓名： 周孝紅學號： 08 指導教師： 雷霞 分院院長： 許建平 教研室主任： 葉天遲 電氣工程學院一、課程設計任務書 三相橋式整流電路，已知參數為：PN=555KW,UN=750V,IN=760A,nN=375r/min,電動勢系數Ce=,電樞回路總電阻R=，允許電流過載倍數λ=，觸發整流環節的放大倍數Ks=75,電磁時間常數Tl=,機電時間常數Tm==,轉速反饋濾波時間常數Ton=。2）系統靜特性良好，無靜差（靜差率）。故障處理能力（15）優：能夠自行對硬件和程序出現的問題，進行合理、高效的解決；良：在教師指導下能夠較好處理硬件和程序出現的問題，并能夠消化吸收；中：在教師指導下能夠基本處理硬件和程序出現的問題，有一定的分析能力；及：教師指導參與過多，才能夠完成硬件和程序出現的問題；不及：不能在教師指導下完成故障的處理。這主要是因為在單閉環系統中不能完全按照需要來控制動態過程的電流或轉矩。主電路由晶閘管構成，控制回路主要由檢測電路，驅動電路構成，檢測電路又包括轉速檢測和電流檢測等部分。2）系統靜特性良好，無靜差（靜差率）。但如果對系統的動態性能要求較高，例如要求起制動、突加負載動態速降小等等，單閉環系統就難以滿足要求。這是在最大電流（轉矩）受限的條件下調速系統所能得到的最快的起動過程。因為PI調節器作為校正裝置既可以保證系統的穩態精度，使系統在穩態運行時得到無靜差調速，又能提高系統的穩定性；作為控制器時又能兼顧快速響應和消除靜差兩方面的要求。1．轉速調節器不飽和這時，兩個調節器都不飽和，穩態時，它們的輸入偏差電壓都是零，因此，= == （11）= = （12）由式（11）可得：n==從而得到靜特性曲線的CA段。 雙閉環直流調速系統的靜特性曲線 雙閉環直流調速系統的數學模型 雙閉環直流調速系統的動態數學模型雙閉環控制系統數學模型的主要形式仍然是以傳遞函數或零極點模型為基礎的系統動態結構圖。速度調節器ASR的輸出限幅值正是按這個要求來整定的。超調后，使ASR退出飽和，其輸出電壓（也就是ACR的給定電壓）才從限幅值降下來，也隨之降了下來，但是，由于仍大于負載電流，在開始一段時間內轉速仍繼續上升。（2）轉速超調：當轉速調節器ASR采用PI調節器時，轉速必然有超調。直流調速系統調節器參數的工程設計包括確定典型系統、選擇調節器類型、計算調節器參數、計算調節器電路參數、校驗等內容。這樣，經過小慣性環節的近似處理后，電流環的控制對象是一個雙慣性環節，要將其設計成典型Ⅰ型系統，同理，經過小慣性環節的近似處理后，轉速環的被控對象形如式(21)。 整流裝置滯后時間常數Ts=。 計算電流調節器的參數電流調節器超前時間常數：ti=Tl=。對于運控這門課程，只是上課聽老師講一些理論的東西，對它在現實生活的應用并不了解，也不知道其具體到生活中都有哪些作用。生活如此，生命也如此。本次課程設計除了自己設計與計算調節器的參數外，還用了Simulink仿真。按小時間常數近似處理，取 選擇轉速調節器結構 為了實現轉速無靜差，在負載擾動作用點前面必須有一個積分環節，它應該包含在轉速調節器 ASR 中，現在在擾動作用點后面已經有了一個積分環節，因此轉速環開環傳遞函數應共有兩個積分環節，所以應該設計成典型 Ⅱ 型系統，這樣的系統同時也能滿足動態抗擾性能好的要求。電力拖動系統機電時間常Tm=。如果把給定濾波和反饋濾波兩個環節都等效地移到環內，同時把給定信號改成U*i(s) /b ，則電流環便等效成單位負反饋系統。因此，通常為了保證穩定性和一定的穩態精度，多用Ⅰ型、Ⅱ型系統，典型的Ⅰ型、Ⅱ型系統其開環傳遞函數為 （21） （22）一般說來典型Ⅰ型系統在動態跟隨性能上可以做到超調小，但抗憂性能差；而典型Ⅱ型系統的超調量相對要大一些而抗擾性能卻比較好。采用飽和非線性控制的方法實現準時間最優控制是一種很有實用價值的控制策略，在各種多環控制中得到普遍應用。ASR的輸出電壓為 （14）ACR的輸出電壓為 （15）由上述可知，雙閉環調速系統，在啟動過程的大部分時間內，ASR處于飽和限幅狀態，轉速環相當于開路，系統表現為恒電流調節，從而可基本上實現理想過程。 第三階段是轉速調節階段。由于在起動過程中轉速調節器ASR經歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態過程就分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個階段。2．轉速調節器飽和這時，ASR輸出達到限幅值，轉速外環呈開環狀態，轉速的變化對系統不再產生影響。當調節器飽和時，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，相當與使該調節環開環。 雙閉環直流調速系統的組成為了實現轉速和電流兩種負反饋分別起作用，在系統中設置了兩個調節器，分別調節轉速和電流，二者之間實行串級連接，如圖2所示