《控制系统设计与仿真》课程设计报告-备份双闭环调速控制系统仿真和实践汇.doc

《控制系统设计与仿真》 课程设计报告 目 录 摘要…………………………………………………………………………………………………2 一、 概 述…………………………………………………………………………………………2二、 设计任务与要求 ……………………………………………………………………………3 2.1 设计任务……………………………………………………………………………………3 2.2 设计要求……………………………………………………………………………………3 三、 理论设计 ………………………………………………………………………………… 4 3.1 方案论证 ………………………………………………………………………………… 4 3.2 系统设计……………………………………………………………………………………4 3.2.1 电流调节器设计 ………………………………………………………………………4 3.2.1.1 电流环结构框图的化简……………………………………………………………5 3.2.1.2 确定时间常数………………………………………………………………………6 3.2.1.3 选择电流调节器的结构……………………………………………………………6 3.2.1.4 校验近似条件………………………………………………………………………6 3.2.1.5 计算调节器电阻和电容……………………………………………………………6 3.2.2 速度调节器设计 ………………………………………………………………………7 3.2.2.1 确定时间常数………………………………………………………………………8 3.2.2.2 选择转速调节器结构………………………………………………………………9 3.2.2.3 检验近似条件………………………………………………………………………9 3.2.2.4 计算调节器电阻和电容……………………………………………………………9 3.2.2.5 校核转速超调量……………………………………………………………………9 3.2.3 电流变化率环设计 ………………………………………………………………… 10 四、 系统建模及仿真实验 …………………………………………………………………… 11 4.1 MATLAB 仿真软件介绍… ……………………………………………………………… 11 4.2 仿真建模及实验 …………………………………………………………………………11 4.2.1 单闭环仿真实验………………………………………………………………………12 4.2.2 双闭环仿真实验………………………………………………………………………14 4.2.3 带电流变化率反馈的三闭环仿真实验………………………………………………16 4.2.4 仿真波形分析…………………………………………………………………………17 五、 实际系统设计及原理………………………………………………………………………19 5.1 系统组成及工作原理 ……………………………………………………………………19 5.2 设备及仪器 ………………………………………………………………………………19 5.3 实验过程 …………………………………………………………………………………20 5.3.1 实验内容………………………………………………………………………………20 5.3.2 实验步骤………………………………………………………………………………20 六、 总结与体会 …………………………………………………………………………………21 参考文献 …………………………………………………………………………………………22 . 摘 要 从七十年代开始，由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。双闭环直流调速系统就是一个典型的系统，该系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等．给定信号为0～10V直流信号，可对主电路输出电压进行平滑调节。采用双PI调节器，可获得良好的动静态效果。电流环校正成典型I型系统。为使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能，速度环设计成典型Ⅱ型系统。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法，用Simulink做了直流调速系统仿真的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。应该在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈，达到稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。但是电流会有一定的超调，用MATLAB/Simulink