电气传动自动控制系统课程设计毕业论文.doc

电气传动自动控制系统课程设计 学院：电气信息 专业：自动化 年级：2012级 小组成员：邓建儒 2012141441300 沙华 2012141441299 张政 2012141441326 陆啸 2012141441015 完成时间：2015年7月13日 指导教师：肖勇 直流双闭环调速系统设计 摘要：转速、电流反馈控制直流调速系统的设计主要是通过对直流双闭环调速系统中电流调节器（ACR）和速度调节器（ASR）的设计与调试，以达到给定系统静、动态性能指标。在实验中要通过实验装置中已有的参数来确定调节器的各个参数，在单元调试环节中，需要整定调节器ACR、ASR的运放输出限幅值，在系统调试环节中，需要对电流环和转速环进行整定。对于系统性能的测定，则需要对静态和动态性能分别做实验测试，在电压给定或者负载给定的情况下，分别对两种状态做性能分析。根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系统确定下来后，实际设计中常采用转速、电流双闭环控制系统，一般使电流环(ACR)作为控制系统的内环，电流环应以跟随性能为主，即应选用典型Ⅰ型系统；转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能，因为转速环以抗扰性能为主，即应选用典型Ⅱ型系统为主，以此使电动机满足所要求的静态和动态性能指标。然后按照确定时间常数、选择调节器结构、计算调节器参数、校验近似条件的步骤一步一步的实现对调节器的具体设计。再对系统的启动过程进行分析，以了解系统的动态性能。之后，用Matlab软件中的Simulink模块对设计好的系统进行模拟仿真，得出仿真波形。最后给出参考资料和总结。 关键词：直流双闭环调速系统、电流调节器（ACR）、速度调节器（ASR）、调试、动态静态性能指标 目录 第一章 ..............................任务描述 第二章 ..............................系统建模 第三章 ..............................系统设计 第四章 ..............................系统调试 第五章 ..............................系统评价 第一章 任务描述 一、设计目标： （1）系统基本运行功能：通过测定实验装置的各项参数，确定调节器设计参数，将ASR、ACR接成PI调节器，调节各自的正负限幅电位器，以实现ASR、ACR的运放输出限幅值的整定。在系统调试阶段，可以通过对电流环和转速环的整定，实现系统性能测定。 （2）系统的基本运行功能性能指标： 静态： 动态： （3）系统电路结构示意图 二、客观条件： （1）使用设备列表清单： 实验装置：MCLⅢ型电力电子及电气传动教学实验台（浙江大学求是公司）、示波器、万用表、电感表、导线 主要设备功能描述：MCLⅢ型电力电子及电气传动教学实验台主要针对半导体变流技术、现代电力电子器件、现代电力电子器件的典型线路、直流调速系统（模拟部分）、直流调速系统（数字部分）、交流调速（模拟部分）、交流调速系统（数子部分）、针对研究生实验平台和教师提高实验内容。器件的研究主要是对GTR、MOSFET、IGBT、GTO的开关特性及其驱动电路、缓冲和保护电路研究。实验台的线路主要有Buck-Boost电路、开关电源、单相交流调压电路、全桥DC/DC变换、软开关、整流电路的有源功率因数提高等。系统则是直流脉宽调速系统（采用MOSFET）、交流变频调速系统（功率器件采用IPM智能功率模块）和直流方波无刷电机的调速系统（采用GTR模块,可扩展）。该实验台还设计了研发型实验内容，开放硬件环境和软件环境，可以允许学生在MATLAB环境下完成系统的控制算法的研究。在进行直流调速系统实验时，除可用常规的由运算放大器构成的PID调节器进行控制外，还可以和计算机相连，由上位机进行数字控制，并采集转速曲线和电流反馈信号。该实验台必威体育精装版的由数字信号处理器（DSP）控制的高性能变频调速系统实验组件，采用高分辨率的编码器作为转速反馈元件，采用LEM传感器作为电流检测元件，既能完成SPWM和空间矢量的变频调速实验，又能进行磁场定向变频调速实验。同时，该实验组件可与计算机进行相连，通过计算机对调速系统的参数进行调节，对转速等动态波形进行分析。交流电源的输出不仅设计了过流保护功能，还在不同的触发电路加了高压保护，功率器件加了安全保护。为了不使强电信号加入弱电电路中，采用了不同的实验导线，使学生接线时高低压线路不会插错，而导致低压电路