《双闭环直流电机调速系统课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双闭环直流电机调速系统课程设计（18页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、大连海洋大学课程设计报告纸学院：专业班级：姓名：学号：双闭环直流调速系统的方案设计设计内容和要求设计内容：1 .根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构形式和 闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。2 .调速系统主电路元部件的确定及其参数计算。3 .驱动控制电路的选型设计。4 .动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定 AS颉节器与AC就节器的结构形式及进行参数计算，使调速系统工 作稳定，并满足动态性能指标的要求。5 .绘制V M双闭环直流不可逆调速系统电器原理图，并研究 参数变化时对直流电动机动态性能的影响。设计要求（假想参数）：1 .该调速系统能进行平滑地速度调节，
2、负载电机不可逆运行， 具有较宽地转速调速范围（DA10）,系统在工作范围内能稳定工作。2 .系统静特性良好，无静差（静差率 S2）o3 .动态性能指标：转速超调量6n 8%,电流超调量却5%,动 态最大转速降cc ci3Ts3 0.0017s近似条件2）忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件3m0.21 0.0182满足近似条件3）电流环小时间常数近似处理条件1113TsToi3 0.0017s 0.002s1=180.78s ci满足近似条件5.计算调节器电阻和电容由图3-3,按所用运算放大器取 R=40kG,各电阻和电容值为Ri Ki R0 =1.594 40k/ -63.76k11Cii
3、0.0182s工is =0.285 10/FRi 63.76k11Coi4Toi4 0.0023%40 10F =0.2 10 F =0.2F照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为 %=4.3%5%,满足设计要求。学院:专业班级:姓名:学号:转速调节器的设计1.确定时间常数(1)电流环等效时间常数(2)转速滤波时间常数1/Ki。由前述已知,KITg=0.5,则1=2T. 2 0.0037s = 0.0074s Ki -Ton,根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s.(3)转速环小时间常数按小时间常数近似处理，取Ton -0.0074s 0.01s =0.0174s2.选择转速
4、调节器结构 按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数式为Kn( .ns 1)Wasr(s)=- ns3 .计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则，先取 h=5,则ASR的超前时间 常数为n=hTn=5 0.0174s=0.087ss =396.4s则转速环开环增益N _ 2_ 2_2_ _22h2T；n22 52 0.01742可得ASR勺比例系数为学院:专业班级:姓名:学号:式中电动势常数Knh 1 CeTm6 0.024 0.356 0.2113.312h：RT*n2 5 0.0083 0.56 0.0174转速反馈系数Ce力一小二 440一220 0.06 =0.356V.min
5、/rnN10V1200r/min1200= 0.0083V.min/ r4 .检验近似条件 转速截止频率为K11cn 1N =KN n =396.4 0.087s- -34.5s-(1)电流环传递函数简化条件为1Ki 1135.1 I s -63.7s3 Tm3 0.0037cn满足简化条件(2)转速环小时间常数近似处理条件为13Ton3Ki 11二 38.7s ; % cn135.10.01 s满足近似条件5 .计算调节器电阻和电容取 530 k.1根据图5-4所不，取R0=40kG,Rn =KnR0 =13.31 40k l = 532.4k 1Cn0.087Rn 530 103F =0.
6、164 10qF取 0.2uFCon4Ton4 0.01R040 103F =1F取1F学院：专业班级：姓名：学号:学院：专业班级：姓名：学号：6 .校核转速超调量当h=5时，查表3-2典型n型系统阶跃输入跟随性能指标得，3=37.6%,不能满足设计要求。实际上，由于表 3-2是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASRm和，不符合线性系统的前提，应该按ASRM饱和的情况重新计算超调量。表3-2典型II型系统阶跃输入跟随性能指标（按Mrmin准则确定参数关系）h345678910a52.60%43.60%37.60%33.20%29.80%27.20%25.00%)23.30%tr/T2.42
7、.652.8533.13.23.33.35ts/T12.1511.659.5510.4511.312.2513.2514.2k32211111表3-3典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系h345678910垢max/Cb72.20%77.50%81.20%84.00%86.30%88.10%89.60%)90.80%tm/T2.452.702.853.003.153.253.303.40tv/T13.6010.458.8012.9516.8519.8022.8025.85设理想空载起动时，负载系数Z=0,已知In=220A,厮=1200r/min ,儿=1.9, Rf=0.56C , C
8、e =0.356V.min/r , Tm=0.21s, Tn = 0.0174s o由表5-3查得，田,、/聂=81.2%而调速系统开环机械特性的额定稳态速降AC max -Cb,mb o二 2n*:Cmax /. ： n n T Tn（；. 一Z）Cbn* Tm式中电机中总电阻 R = RaR =0.06 0.56 = 0.62 1调速系统开环机械特性的额定稳态二 nNI N R 220 0 62N 220=383.1r/minCe 0.356n*为基准值，对应为额定转速nN=1200r/min根据式(6-24)计算得383.1 0.0174二n =2 81.2% 1.98.12% 10%1
9、2000.21满足设计要求7 .校核动态最大速降设计指标要求动态最大速降 丽8%10%。在实际系统中, 定义为相对于额定转速时的动态速降 &。nNFax =等6Cbn0 0174nb =2（九一z）FnAnN =2 父 1.9 父一p 父 383.1 =120.6r / min ;查表可知，max =81.2%,所以 Anmax =81.2% M 120.6/100 = 979/min ; maxCb.：n_97 9.：n=_mat=U 100% =8.2% ：二 10%nN1200能满足设计要求大连海洋大学课程设计报告纸学院:专业班级:姓名:学号:基于MATLAB/SIMULIN的调速系统的
10、仿真通过对整个控制电路的设计， 用MATLAB/SIMULINK整个调速系统进行仿真。首先建立双闭环直流调速系统的动态数学模型，可以参考该系统的动态结构形式，双闭环直流调速系统的动态结构框图如图4-1所示:双闭环直流电机调速系统的动态数学结构框图大连海洋大学课程设计报告纸学院:专业班级:姓名:学号:双闭环直流调速系统动态结构框图为了分析双闭环调速系统的特性，在转速调节器和速度调节器的 输出端设置一个限幅值，限幅值的大小可以根据所选的运算放大器的 输入电压的大小来选定，本设计选取的限幅值为士13V。大连海洋大学课程设计报告纸学院：专业班级：姓名：学号：根据动态模型图以及计算参数，用MATLAB/SIMULINK行仿真,候，转速达到一个稳定值，系统无静差运行，其中在 5秒的时候输入 一个负载扰动量1九，在5.1秒的时候扰动消失，速降达到了 40r/min , 过了 0.4秒之后转速又达到稳定值。从图中可以看出，扰动很快得到 了调节，这是两个PI型调节器自动调节的作用。另外从图中也可以看到，系统是无静差运行的，符合设计要求
双闭环直流电机调速系统课程设计
