课程设计双闭环调速系统.doc

摘 要 在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，具有良好的起动、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动等各领域中领域中得到了广泛的应用。因此研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要的意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。 本文设计分析直流双闭环的组成，设计直流双闭环的系统电路图，同时采用采用工程设计的方法对直流双闭环的转速和电流两个调节器进行设计。同时双闭环直流调速系统的设计进行了分析及其原理进行了一些说明，介绍了其主电路、检测电路的设计，并介绍电流调节器和转速调节器的设计和一些参数选择、计算，使其设计参数要求的指标。 关键词：直流调速，双闭环，原理图，工程设计，参数整定，触发电路 目 录 第一章 设计任务与析··············1 1.1设计内容···················1 1.2设计要求···················1 1.3设计方案综合分析···············1 第二章 双闭环直流调速系统总体设计········ 2.1系统快速启动过程类比分析···········2.2双闭环直流调速系统整体框图·········· 第三章 双闭环直流调速系统电路设计········6 3.1系统主电路设计················6 3.2系统保护和整流电路的设计···········6 第四章 双闭环直流调速系统调节器设计 ······ 4.1电流调节器·················· 4.1.1电流调节器设计 ·············· 4.1.2电流调节器结构的选择 ···········9 4.1.3电流调节器的参数·············10 4,2转速调节器 ················· 4.2.1转速调节器设计··············12 4.2.2转速调节器参数选择············13 4.2.3校核转速超调量··············1 第五章 双闭环直流调速系统仿真··········17 心得体会 ···················· 参考文献 ···················18 第一章 设计任务与分析 1.1设计内容 1.转速调节器ASR及电流调节器ACR的设计； 2.转速反馈和电流反馈电路设计； 3.集成触发电路设计； 4.主电路及其保护电路设计； 1.2设计要求 1．采用α＝β配合控制，能够实现可逆运行，转速和电流稳态无差，电流超调量小于5％，转速超调量小于10％。 2. 对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。 3. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。 4. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 1.3设计方案综合分析 同开环控制系统相比，闭环控制具有一系列优点。在反馈控制系统中，不管出于什么原因（外部扰动或系统内部变化），只要被控制量偏离规定值，就会产生相应的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干扰的能力，对元件特性变化不敏感，并能改善系统的响应特性。由于闭环系统的这些优点因此选用闭环系统。 单闭环速度反馈调速系统，采用PI控制器时，可以保证系统稳态速度误差为零。 根据自动控制原理，将系统的被调节量作为反馈引入系统，与给定量进行比较，用比较后的偏差对系统进行控制，可以有效地抑制甚至消除扰动的影响，而维持被调量很少的变化或不变，这就是反馈控制的基本作用。因此，在直流调速系统中把转速反馈给系统，便形成转速反馈控制直流调速系统，其有一定的抗扰动性能，如采用转速PI调节器，还可以实现转速稳态无静差系统。但是，如果对系统的动态性能要求比较高，原因是因为转速单闭环系统并不能充分按照理想要求控制电流的动态过程。为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程。但是，我们希望在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈；在达到稳态转速后，又希望只有转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈，又使它们只能分别在不同的阶段里起作用呢？转速、电流双闭环直流调速系统很好的解决了这个问题。所以自然考虑到将电枢电流也作为被控量，组成转速、电流双闭环调速系统。 本课程设计