广东工业大学电力拖动课程设计-双闭环直流调速系统调节器.pdf

电力拖动与运动控制课程设计 课设题目：双闭环直流调速系统调节器 课程名称 电力拖动与运动控制 学 院 自动化 专业班级 13 级自动化卓越一班 姓 名 黄景运 学 号 3113000981 联系方式 任课教师 曾岳南 2016 年6 月14 日 广东工业大学课程设计任务书 题目名称 双闭环直流调速系统调节器参数设计 学生学院 自动化学院 专业班级 13 级自动化卓越1 班 姓 名 黄景运 学 号 3113000981 一、具体内容 1、控制回路限幅值选取。 2、电流、转速数字PI 调节器的选型及其参数设计。 二、己知条件及直流电机相关参数 采用桥式可逆PWM 变换器，基本数据如下: 1、额定励磁条件下，2Kw 他励直流电动机参数如下： 额定电枢电压 Vn=440V ，额定电枢电流 In= 5.7A，额定转速 n=2243r/min， 电枢电阻 Ra=6.28 Ω，电枢电感La=53.6 L mH，转动惯量 Jm=0.0224 Kgm²，允许 过载倍数 λ= 1.5 。 2、PWM 功率变换器参数； 开关频率为5KHz，平均失控时间Ts= 0.0001s，放大倍数Ks = 88 。 3、闭环反馈回路参数 1）用霍尔电流传感器检测电流，电流采样信号用一阶滤波器滤波，反馈系 β= 0.584V/A （≈5V/ (1.5In)，时间常数Toi = 0.00005s 。 2）采用测速发电机检测速度，速度采样信号用一阶滤波器滤波，反馈系数 α= 0.002V ∙min/r (≈5V/n) ，时间常数Ton= 0.01s 。 三、主要技术 1、稳态指标: 电流无静差，转速无静差。 2、动态指标: 电流超调量σi≤5% ；空载启动到额定转速时的转速超调量 σn≤ 10%。 四、设计要求 1、写出设计说明书，内容包括 1）系统与各主要环节的工作原理 包括：绘制桥式可逆直流脉宽调速系统主电路的原理图，以及转速、电流反馈控 制直流电动机调速系统原理图。 2）调节器参数的计算与校核过程 2、采用MATLAB/Simu1ink 软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调 节器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink 仿真模型，以及启动 过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 双闭环直流调速系统调节器参数设计 摘要 转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的直流调速系统, 采 用双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。双闭环直流调速系统的 控制规律，性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基 础。通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能够更好的掌握调速 系统的基本理论及相关内容 本设计从直流电动机的工作原理入手，并详细分析了系统的原理及其静态和 动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计 算，并设计桥式可逆直流脉宽调速电路，利用Simulink 对系统进行了各种参数 给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。 关键词： 双闭环 直流调速系统 脉宽调制 Simulink 仿真 目录 双闭环直流调速系统调节器参数设计4 一、引言6