《运动控制系统》课程设计说明书-转速、电流反馈控制直流调速系统仿真汇.doc

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 初始条件： 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电机参数为：额定电压,额定电流；额定转速,，允许过载倍数；晶闸管装置放大系数；电枢回路总电阻；时间常数；电流反馈系数;转速反馈系数 要求完成的主要任务: （1）用MATLAB建立电流环仿真模型； （2）分析电流环无超调、临界超调、超调较大仿真曲线； （3）用MATLAB建立转速环仿真模型； （4）分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线； （5）电流超调量，转速超调量。 参考文献： [1] 洪乃刚.《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》.北京：机械工业出版社，2005:164-169 时间安排： 2011年12月5日至2011年12月14日，历时一周半，具体进度安排见下表 具体时间 设计内容 12.5 指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍；学生确定选题，明确设计要求 12.6－12.9 开始查阅资料，完成方案的初步设计 12.10—12.11 由指导老师审核仿真模型，学生修改、完善并对仿真结果进行分析 12.12－12.13 撰写课程设计说明书 12.14 上交课程设计说明书，并进行答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要 转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广泛的直流调速系统，对于需要快速正、反转运行的调速系统，缩短起动、制动过程的时间成为提高生产效率的关键。为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统里设置两个调节器，组成串级控制。本文介绍了双闭环调速系统的基本原理，而且用Simulink对系统进行仿真。 关键词：双闭环调速、转速、电流、Simulink 目录 1 设计的初始条件及任务 1 1.1概述 1 1.2初始条件 1 1.3要完成的任务 1 2双闭环直流调速系统的工作原理 2 2.1双闭环直流调速系统的介绍 2 2.2双闭环直流调速系统的组成 3 2.3双闭环直流调速系统两个调节器的作用 3 3电流环的MATLAB计算、建立及仿真 4 3.1电流调节器的设计 4 3.2电流环仿真模型设计 5 3.3电流环调节器分析 5 4转速环的MATLAB计算、建立及仿真 7 4.1转速调节器的设计 7 4.2转速环仿真模型设计 8 4.3转速环的系统仿真 8 5小结与体会 10 参考文献 11 转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 1 设计的初始条件及任务 1.1概述 本次仿真设计需要用到的是Simulink仿真方法，Simulink是Matlab最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。 1.3要完成的任务 1）用MATLAB建立电流环仿真模型； 2）分析电流环无超调、临界超调、超调较大仿真曲线； 3）用MATLAB建立转速环仿真模型； 4）分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线； 5）电流超调量，转速超调量。 2双闭环直流调速系统的工作原理 2.1双闭环直流调速系统的介绍 双闭环调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中,我们希望在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又