直流双闭环调速系统(论文)9.docVIP

目录 摘要.........................................................2 关键词.......................................................2 １引言.......................................................2 ２双闭环调速系统的原理.......................................3 ３双闭环调速系统的优点．．．...................................4 ４转速、电流双闭环控制系统．.................................5 ５电流环与转速环的设计．．．．．．．．．．......................8 ６双闭环调速系统在Simulink环境下的仿真......................13 ７小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16 参考文献...................................................17 基于MATLAB的双闭环直流调速系统设计 (电子电气自动化专业，0732班，夏晓斌) 摘要：本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计根据直流调速双闭环控制系统的工作原理运用Simulink直流电动机双闭环调速系统数学建模和系统仿真Simulink；电流控制环；转速控制环； 1.引言 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。 近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势直流调速理论基础是经典控制理论而交流调速主要依靠现代控制理论ASR（速度调节器）根据速度指令Un*和速度反馈Un的偏差进行调节，其输出是电流指令的给定信号Ui*（对于直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。 ACR(电流调节器)根据Ui*和电流反馈Ui的偏差进行调节，其输出是UPE（功率变换器件的）的控制信号Uc。进而调节UPE的输出，即电机的电枢电压，由于转速不能突变，电枢电压改变后，电枢电流跟着发生变化，相应的电磁转矩也跟着变化，由Te-TL=Jdn/dt，只要Te与TL不相等转速会相应的变化。整个过程到电枢电流产生的转矩与负载转矩达到平衡不变后，达到稳定。 图1理想启动过程 图2 双闭环直流调速控制系统原理图 图3 双闭环直流调速系统动态结构图 参考双闭环的结构图和一些电力电子的知识，采用机理分析法可以得到双闭环系统的动态结构图如图3所示。 4转速、电流双闭环控制系统 a带电流截止负反馈的单闭环调速系统 b理想的快速起动过程 图4 直流调速系统的电流、转速启动特性曲线 双闭环控制的一个重要目的就是要获得接近于理想的起动过程，因此在分析双闭环调速系统的动态性能时，有必要先探讨它的起动过程。双闭环调速系统在突加给定电压由静止状态起动时，转速和电流的过渡过程如图5所示。由于在起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三个阶段，整个过渡过程也就分为三个阶段，在图中表以Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。 第Ⅰ阶段：0～t1是电流上升阶段。突加给定电压后，通过两个调节器的控制作用，使Uct、Udo、Id都上升，当Id≥Idl后，电动机开始转动。由于电机惯性的作用，转速的增长不会太快，因而ASR的输入偏差电压?Un=－Un数值较大并使其输出达到饱和值，强迫电流Id迅速上升。当时，，电流调节器ACR的作用使Id不再迅速增加，标志着这一阶段的结束。在这一阶段中，ASR由不饱和很快达到饱和，而ACR一般应该不饱和，以保证电流环的调节作用。 第Ⅱ阶段：t1～t2是恒流加速阶段。这一阶段是起动过程的主要阶段。在这个阶段中，ASR一直是饱和的，转速环相当于开环状态，系统表现为在恒流给定作