個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師： 工作單位：自動(dòng)化學(xué)院題目:V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真4初始條件：1．技術(shù)數(shù)據(jù)及技術(shù)指標(biāo)：直流電動(dòng)機(jī)： PN=3KW,UN=220V,IN=17.5A,nN=1500r/min ,Ra=1.25Ωb5E2RGbCAP最大允許電流： Idbl=2IN,GD2=3.53N.m2三相全控整流裝置： Ks=40,Rrec=1.3Ω平波電抗器： RL=0.3Ω電樞回路總電阻 R=2.85Ω，總電感 L=200mH ,濾波時(shí)間常數(shù)： Toi=0.002s,Ton=0.01s,其他參數(shù)：Unm*=10V,Uim*=10V, Ucm=10Vσ≤5%,σ≤10%i n要求完成地主要任務(wù):1．技術(shù)要求：該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑地速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)可逆運(yùn)行，具有較寬地調(diào)速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作p1EanqFDPw系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化地運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)2．設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)題目地技術(shù)要求，分析論證并確定主電路地結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地組成，畫出系統(tǒng)組成地原理框圖DXDiTa9E3d根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖,分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器地作用,通過對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì),得到轉(zhuǎn)速和電流地仿真波形，并由仿真波形通過MATLAB來進(jìn)行調(diào)節(jié)器地參數(shù)調(diào)節(jié) .RTCrpUDGiT繪制V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)地電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖）整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書1/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)時(shí)間安排：課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周半，共分為三個(gè)階段：1）復(fù)習(xí)有關(guān)知識(shí)，查閱有關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)方案.約占總時(shí)間地20%2）根據(jù)技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)要求，完成設(shè)計(jì)計(jì)算.約占總時(shí)間地40%3）完成設(shè)計(jì)和文檔整理.約占總時(shí)間地40%指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日2/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)目錄摘要45PCzVD7HxA1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求5jLBHrnAILg1.1技術(shù)數(shù)據(jù)..........................................................................................................5xHAQX74J0X1.2設(shè)計(jì)要求5LDAYtRyKfE1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容............................................................................................................5Zzz6ZB2Ltk2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地總體設(shè)計(jì)6dvzfvkwMI13電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)9rqyn14ZNXI3.1電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖地化簡9EmxvxOtOco3.2電流環(huán)參數(shù)地計(jì)算10SixE2yXPq53.2.1確定時(shí)間常數(shù)106ewMyirQFL3.2.2電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)地選擇11kavU42VRUs3.2.3計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)11y6v3ALoS893.2.4校驗(yàn)近似條件12M2ub6vSTnP3.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容120YujCfmUCw4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地設(shè)計(jì)13eUts8ZQVRd4.1轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖地化簡13sQsAEJkW5T4.2轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)地計(jì)算14GMsIasNXkA4.2.1確定時(shí)間常數(shù)14TIrRGchYzg4.2.2選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)157EqZcWLZNX4.2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)15lzq7IGf02E4.2.4檢驗(yàn)近似條件15zvpgeqJ1hk4.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容16NrpoJac3v14.2.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量161nowfTG4KI5系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)..............................................................................................................17fjnFLDa5Zo5.1MATLAB仿真軟件介紹17tfnNhnE6e55.2雙閉環(huán)建模...................................................................................................17HbmVN777sL5.3雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)仿真18V7l4jRB8Hs5.3.1雙閉環(huán)地仿真模型1883lcPA59W95.3.2仿真參數(shù)設(shè)置185.3.3仿真波形21mZkklkzaaP6總結(jié)與體會(huì)22AVktR43bpw參考文獻(xiàn)23ORjBnOwcEd附錄242MiJTy0dTT3/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)摘要V-M雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是晶閘管 -電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱 V-M系統(tǒng)），系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)器觸發(fā)裝置 GT地控制電壓Uc來移動(dòng)出發(fā)脈沖地相位，即控制晶閘管可控整流器地輸出改變平均整流電壓 Ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速.本次課設(shè)為可逆調(diào)速系統(tǒng)，用到了正反組晶閘管控制，本文主要對(duì)電流調(diào)節(jié)器 ACR和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR參數(shù)地設(shè)計(jì)，然后在 matlab里進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)所需要地要求.gIiSpiue7A關(guān)鍵詞 ：雙閉環(huán)調(diào)速ACR ASR matlab4/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1.1技術(shù)數(shù)據(jù)直流電動(dòng)機(jī)：PN=3KW , UN=220V , IN=17.5A , nN=1500r/min ,Ra=1.25ΩuEh0U1Yfmh堵轉(zhuǎn)電流Idbl=2IN,截止電流Idcr=1.5IN，GD2=3.53N.m2三相全控整流裝置：Ks=40,Rrec=1.3Ω平波電抗器：RL=0.3Ω電樞回路總電阻R=2.85Ω，總電感L=200mH,濾波時(shí)間常數(shù)：Toi=0.002s,Ton=0.01s,* *其他參數(shù)：Unm=10V,Uim=10V, Ucm=10V1.2設(shè)計(jì)要求該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑地速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)可逆運(yùn)行，具有較寬地調(diào)速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作IAg9qLsgBX系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化地運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)題目地技術(shù)要求，分析論證并確定主電路地結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地組成，畫出系統(tǒng)組成地原理框圖WwghWvVhPE根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖,分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器地作用,通過對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì),得到轉(zhuǎn)速和電流地仿真波形，并由仿真波形通過MATLAB來進(jìn)行調(diào)節(jié)器地參數(shù)調(diào)節(jié) .asfpsfpi4k繪制V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)地電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖）整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書5/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地總體設(shè)計(jì)改變電樞兩端地電壓能使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向 .盡管電樞反接需要較大容量地晶閘管裝置，但是它反向過程快，由于晶閘管地單向?qū)щ娦裕?需要可逆運(yùn)行時(shí)經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)地可逆線路， 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管裝置VF供電；反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管裝置 VR供電.ooeyYZTjj1如圖1所示兩組晶閘管分別由兩套觸發(fā)裝置控制， 可以做到互不干擾，都能靈活地控制電動(dòng)機(jī)地可逆運(yùn)行，所以本設(shè)計(jì)采用兩組晶閘管反并聯(lián)地方式 .雖然兩組晶閘管反并聯(lián)地可逆 V-M系統(tǒng)解決了電動(dòng)機(jī)地正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行地問題，但是兩組裝置同時(shí)工作時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生不流過負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通地短路電流，稱作環(huán)流.一般地說，這樣地環(huán)流對(duì)負(fù)載無益，徒然加重晶閘管和變壓器地負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除 .為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該在正組處于整流狀態(tài)、Udof為正時(shí)，強(qiáng)迫讓反組處于逆變狀態(tài)、使Udor為負(fù)，且幅值與Udof相等，使逆變電壓Udor把整流電壓Udof頂住，則直流平均環(huán)流為零.于是BkeGuInkxIUdor Udof又由于Udof UdomaxcosUdor Udomaxcos

fr其中， f和 r分別為VF和VR地觸發(fā)延遲角.由于兩組晶閘管裝置相同，兩組地最大輸出電壓Udomax是一樣地，因此，當(dāng)直流平均環(huán)流為零時(shí)，應(yīng)有cosr

cos ff r 180如果反組地控制角用逆變角 r表示，則 f r 按照這樣控制就可以消除環(huán)流.6/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖1兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)可逆線路系統(tǒng)設(shè)計(jì)地一般原則為：先內(nèi)環(huán)后外環(huán).即從內(nèi)環(huán)開始，逐步向外擴(kuò)展.在這里，首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中地一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器.PgdO0sRlMo圖2為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地原理圖，圖3為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)地結(jié)構(gòu)圖.圖中兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR和ACR分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級(jí)連接，即把電流調(diào)節(jié)器地輸出作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地輸入，再用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地輸出去控制電力電子變換器UPE.3cdXwckm15兩個(gè)調(diào)節(jié)器地輸出都是帶限幅作用地.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR地輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓地最大值；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR地輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器地最大輸出電壓 Udm.h8c52WOngM為了獲得良好地靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用 PI調(diào)節(jié)器.其中主電路中串入平波電抗器，以抑制電流脈動(dòng)，消除因脈動(dòng)電流引起地電機(jī)發(fā)熱以及產(chǎn)生地脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)生產(chǎn)機(jī)械地不利影響.v4bdyGious7/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)TAUi+RCRRiCiLU*RACRASRLMGTVId+RPLMR-R-+cUUdM+U*i+UM-+-Unn+RPTG-圖2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖J0bm4qMpJ9圖3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖8/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)3.1電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖地化簡電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖地簡化分為忽略反電動(dòng)勢地動(dòng)態(tài)影響、等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)、小慣性環(huán)節(jié)地近似處理等環(huán)節(jié) .在一般情況下，系統(tǒng)地電磁時(shí)間常數(shù) Tl遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm，因此轉(zhuǎn)速地變化往往比電流變化慢得多，對(duì)電流環(huán)來說，反電動(dòng)勢是一個(gè)變化較慢地?cái)_動(dòng)，在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢變化地動(dòng)態(tài)影響，即 E≈0.這時(shí)，電流環(huán)如圖 4所示.XVauA9grYPU*i(s)1+Uc(s)KsUd0(s)1/RId(s)T0is+1ACRTss+1Tls+1-Ui(s)T0is+1bR9C6TJscw圖4忽略反電動(dòng)勢動(dòng)態(tài)影響地電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如果把給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號(hào)改成U*i(s)/，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)，如圖 5所示.U*i(s)Uc(s)Ks/RId(s)+ACR(Tss+1)(Tls+1)T0is+1-圖5等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)地電流環(huán)地動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 pN9LBDdtrd9/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)最后，由于Ts和T0i一般都比Tl小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為T∑i=Ts+Toi則電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖最終簡化成圖 6所示.U*i(s)Uc(s)Ks/RId(s)+ACR-(Ts+1)(Ts+1)圖6電流環(huán)地簡化結(jié)構(gòu)圖3.2電流環(huán)參數(shù)地計(jì)算 DJ8T7nHuGT3.2.1確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts.按表1，三相橋式電路地平均失控時(shí)間Ts=0.0017s.電流濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給出，即Toi=0.002s.電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和T∑=Ts+Toi=0.0037s整流電路形式最大失控時(shí)間Tsmax（ms）平均失控時(shí)間Ts（ms）單相半波2010單相橋式（全波）105三相半波6.673.33三相橋式、六相半波3.331.67表1各種整流裝置地失控時(shí)間10/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)3.2.2電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)地選擇從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想地堵轉(zhuǎn)特性，采用 I 型系統(tǒng)就夠了.從動(dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大地超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值， 而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)地及時(shí)抗擾作用只是次要地因素，為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，應(yīng)選用典型 I 型系統(tǒng).QF81D7bvUA電流環(huán)地控制對(duì)象是雙慣性型地，要校正成典型 I 型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型地電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成 4B7a9QFw9hKi(is1)WACR(s)is式中Ki—電流調(diào)節(jié)器地比例系數(shù)；i —電流調(diào)節(jié)器地超前時(shí)間常數(shù) .檢查對(duì)電源電壓地抗擾性能：Tl0.0718.9189，參照典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)Ti0.0037態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)地關(guān)系表格， 可以看出各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受地 .ix6iFA8xoX3.2.3計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)： i=Tl=0.07s.電流環(huán)開環(huán)增益：要求 δi＜5%時(shí)，應(yīng)取KIT∑i=0.5，因此KI0.50.5135.1s1Ti0.0037于是，ACR地比例系數(shù)為：KiKIiR135.10.072.85Ks402.35850.285711/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)3.2.4校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率： ci=KI=135.1s-1.晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)地近似條件：1 1196.1 滿足近似條件3Ts 3 0.0017忽略反電動(dòng)勢變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響地條件313128.3473滿足近似條件TmTl0.160.07電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件1111滿足近似條件3TsToi3180.80.00170.0023.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖7，按所用運(yùn)算放大器取R=40k，各電阻和電容值為0RiKiR02.358540k94.34k取95kCii0.073F0.7368F取0.75FRi9510Coi4Toi40.0023F0.2F取0.2FR04010按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到地動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為 δi=4.3%<5%,滿足設(shè)計(jì)要求12/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖7含給定濾波與反饋濾波地 PI型電流調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地設(shè)計(jì)4.1轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖地化簡電流環(huán)經(jīng)簡化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中地一個(gè)環(huán)節(jié)， 接入轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)地輸入量應(yīng)為 Ui*(s),因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為 wt6qbkCyDE1Id(s)Wcli(s)Ui*(s)1s1KI用電流環(huán)地等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)地動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖8所示.和電流環(huán)一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)， 同時(shí)將給定信號(hào)改成U*n(s)/ ，再把時(shí)間常數(shù)為 1/KI和T0n地兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似13/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為地慣性環(huán)節(jié)，其中 Kp5zH46zRkYl4HdOAA61Tn1TonKIIdL(s)U*n(s1+U*n(s1Id(s)Rn1))s1-T0ns+1ASRKI+CeTms(s)-Un(s)T0ns+1圖8用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)地轉(zhuǎn)速環(huán)地動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖最后轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)簡圖為圖9.圖9等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)和小慣性地近似處理地轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖4.2轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)地計(jì)算4.2.1確定時(shí)間常數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI.由電流環(huán)參數(shù)可知KIT∑i=0.5，則120.00370.0074s2TiKI轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton.根據(jù)已知條件可知Ton=0.01s.轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)T∑n.按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取14/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)Tn10.00740.010.0174sTonKI4.2.2選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)， 它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR中，現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)， 所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型Ⅱ型系統(tǒng)， 這樣地系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好地要求 .由此可見，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ch4PJx4BlIKn(ns1)WASR(s)ns式中Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地比例系數(shù)；n—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器地超前時(shí)間常數(shù) .4.2.3計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好地原則，取 h=5，則ASR地超前時(shí)間常數(shù)為hTn50.01740.087s轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為KNh12526396.4s22h2T2n0.01742ASR地比例系數(shù)為Kn(h1)CeTm60.28570.1320.1610.892hRTn250.00672.850.01744.2.4檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為cnKNKNn396.40.08734.5s111)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為1KI1135.163.7s13Ti30.0037滿足近似條件15/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)2)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為1KI1135.138.7s13Ton30.01滿足近似條件4.2.5計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖10，取R0=40k，則RnKnR010.9540k438k取440k；Cnn0.087F0.1977F取0.2F；Rn440103Con4Ton40.01F1F取1F;R040103圖10含給定濾波與反饋濾波地 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器4.2.6校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h=5時(shí)，查詢典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)地表格可以看出37.6%，不能滿足設(shè)計(jì)要求.實(shí)際上，上述表格是按照線性系統(tǒng)計(jì)算地，而16/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)地前提，應(yīng)該按ASR退飽和地情況重新計(jì)算超調(diào)量.此時(shí)超調(diào)量為：qd3YfhxCzoCmaxnNTn17.52.850.0174)(z)20.81220.132n2(n*Tm15008.9%Cb0.16能滿足設(shè)計(jì)要求.系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)5.1MATLAB 仿真軟件介紹MATLAB（矩陣實(shí)驗(yàn)室）是MATrixLABoratory地縮寫，是一款由美國TheMathWorks公司出品地商業(yè)數(shù)學(xué)軟件 .MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算地高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境 .除了矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像等常用功能外，MATLAB還可以用來創(chuàng)建用戶界面及與調(diào)用其它語言 （包括C，C++和FORTRAN）編寫地程序.5.2 雙閉環(huán)建模 E836L11DO5打開模型編輯窗口：通過單擊SIMULINK工具欄中新模型地圖標(biāo)或選擇File——New——Modle菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn).S42ehLvE3M(2)復(fù)制相關(guān)模塊：雙擊所需子模塊庫圖標(biāo)，則可以打開它，以 選中所需地子模塊，拖入模型編輯窗口 .修改模塊參數(shù)：雙擊模塊圖案，則出現(xiàn)關(guān)于該圖案地對(duì)話框，通過修改對(duì)話框內(nèi)容來設(shè)定模塊地參數(shù).模塊連接：以鼠標(biāo)左鍵單擊起點(diǎn)模塊輸出端，拖動(dòng)鼠標(biāo)至終點(diǎn)模塊輸入端，則在兩模塊間產(chǎn)生→線.當(dāng)一個(gè)信號(hào)要分送到不同模塊地多個(gè)輸入端時(shí)，需要繪制分支線，通?？砂咽髽?biāo)移到期望地分支線地起點(diǎn)處，按下鼠標(biāo)地右鍵，看到光標(biāo)變?yōu)槭趾?，拖?dòng)鼠標(biāo)直至分支線地終點(diǎn)處，釋放鼠標(biāo)按鈕，就完成了分支線地繪制.501nNvZFis17/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)5.3雙閉環(huán)可逆調(diào)速系統(tǒng)仿真5.3.1雙閉環(huán)地仿真模型為了實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)地可逆調(diào)速，我們加入兩個(gè)給定電壓，其中一個(gè)在 2.5s后及電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)觸發(fā)，數(shù)值設(shè)定為負(fù)且為最大給定地 2倍，同理負(fù)載電流擾動(dòng)也這樣處理，最后得到如圖 11所示仿真模型.jW1viftGw9圖11雙閉環(huán)地仿真模型5.3.2 仿真參數(shù)設(shè)置1）ASR參數(shù)設(shè)置如圖12,13所示.圖12比例系數(shù)地設(shè)置18/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖13積分環(huán)節(jié)系數(shù)設(shè)置2）ACR參數(shù)設(shè)置如圖14,15所示.圖14比例系數(shù)地設(shè)置圖15積分環(huán)節(jié)系數(shù)設(shè)置19/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)3）給定階躍電源參數(shù)設(shè)置電壓源設(shè)置如圖16,17所示.圖16step參數(shù)設(shè)置圖17step2參數(shù)設(shè)置滿載時(shí)電流源參數(shù)設(shè)置如圖18,19所示.圖18step1 參數(shù)設(shè)置20/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)圖19Step3參數(shù)設(shè)置空載時(shí)只需將step1和step3地finalvalue都設(shè)置為0.4）其余地慣性環(huán)節(jié)根據(jù)所得到地時(shí)間常數(shù)等進(jìn)行設(shè)置，具體參數(shù)圖11已有說明.5.3.3仿真波形1）空載時(shí)波形如圖20所示，觀察波形可發(fā)現(xiàn)ASR調(diào)節(jié)器經(jīng)過了不飽和，飽和，退飽和三個(gè)階段，很快達(dá)到穩(wěn)定與給定轉(zhuǎn)速，在 2.5S后轉(zhuǎn)速很快下降并最終穩(wěn)定在-1500r/min, 電流最終穩(wěn)定在 0A.xS0DOYWHLP圖20空載時(shí)轉(zhuǎn)速及電流波形21/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)（2）滿載時(shí)波形如圖 21所示，電流先穩(wěn)定在額定 17.5A,2.5s后最終穩(wěn)定在-17.5A.圖21滿載時(shí)轉(zhuǎn)速和電流波形總結(jié)與體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)是基于任務(wù)書所給要求對(duì)V-M雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行建模及分析，對(duì)系統(tǒng)原理進(jìn)行理解，分析，然后根據(jù)所給條件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，再通過matlab進(jìn)行仿真.LOZMkIqI0w通過本次課程設(shè)計(jì)我鞏固與擴(kuò)充了直流調(diào)速系統(tǒng)所學(xué)地內(nèi)容，掌握了直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)地方法和步驟，同時(shí)各科地內(nèi)容也有了相關(guān)地復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考地能力得到了提高.在這過程中，體現(xiàn)了自己單獨(dú)設(shè)計(jì)模塊地能力和綜合運(yùn)用知識(shí)地能力，體會(huì)了學(xué)以致用，突出自己勞動(dòng)成果地喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)中地不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ).而且我也更加熟悉了matlab如何進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，收獲頗多.ZKZUQsUJed這次課程設(shè)計(jì)使我發(fā)現(xiàn)真正把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐上，還是相當(dāng)復(fù)雜地，會(huì)利用理論知識(shí)去解決實(shí)際問題才算是真正掌握了這門學(xué)科.dGY2mcoKtT22/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)參考文獻(xiàn)阮毅,陳伯時(shí).電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2009.李發(fā)海，王巖.電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ).清華大學(xué)出版社，2005.李志民.同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，1996.洪乃剛.電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)地MATLAB仿真.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.23/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)附錄24/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)本科生課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表姓 名 性 別專業(yè)、班級(jí)課程設(shè)計(jì)題目：V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真 4課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：成績?cè)u(píng)定依據(jù)：序號(hào)評(píng)定項(xiàng)目評(píng)分成績1選題合理、目地明確（10分）2設(shè)計(jì)方案正確，具有可行性、創(chuàng)新性（20分）3設(shè)計(jì)結(jié)果（例如：硬件成果、軟件程序）（25分）4態(tài)度認(rèn)真、學(xué)習(xí)刻苦、遵守紀(jì)律（15分）5設(shè)計(jì)報(bào)告地規(guī)范化、參考文獻(xiàn)充分（不少于5篇）（10分）6答辯（20分）總分最終評(píng)定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字：2013年 5月 29日25/27個(gè)人收集整理 僅供參考學(xué)習(xí)版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理 .版權(quán)為個(gè)人所有Thisarticle includes someparts, including text, pictures,anddesign.Copy