PWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证.docx

武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书 PAGE \* MERGEFORMAT 1 武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc312325187 1设计任务与要求 PAGEREF _Toc312325187 \h 1 HYPERLINK \l _Toc312325188 1.1初始条件 PAGEREF _Toc312325188 \h 1 HYPERLINK \l _Toc312325189 1.2设计任务 PAGEREF _Toc312325189 \h 1 HYPERLINK \l _Toc312325190 2 设计分析 PAGEREF _Toc312325190 \h 1 HYPERLINK \l _Toc312325191 3系统设计及参数计算 PAGEREF _Toc312325191 \h 2 HYPERLINK \l _Toc312325192 3.1系统总体设计 PAGEREF _Toc312325192 \h 2 HYPERLINK \l _Toc312325193 3．1.1 H型双极式PWM原理 PAGEREF _Toc312325193 \h 2 HYPERLINK \l _Toc312325194 3．1.2双闭环调速系统结构图 PAGEREF _Toc312325194 \h 4 HYPERLINK \l _Toc312325195 3．1.3双闭环调速系统启动过程分析 PAGEREF _Toc312325195 \h 5 HYPERLINK \l _Toc312325196 3.2电流调节器设计及参数计算 PAGEREF _Toc312325196 \h 7 HYPERLINK \l _Toc312325197 3.3转速调节器设计及参数计算 PAGEREF _Toc312325197 \h 9 HYPERLINK \l _Toc312325198 4 Matlab仿真验证 PAGEREF _Toc312325198 \h 12 HYPERLINK \l _Toc312325199 4.1 空载至额定转速仿真分析 PAGEREF _Toc312325199 \h 12 HYPERLINK \l _Toc312325200 4.2 稳定运行时磁场突然减半仿真分析 PAGEREF _Toc312325200 \h 12 HYPERLINK \l _Toc312325201 5心得及体会 PAGEREF _Toc312325201 \h 14 HYPERLINK \l _Toc312325202 参考文献 PAGEREF _Toc312325202 \h 15 PAGE \* MERGEFORMAT 16 PWM脉宽直流调速系统设计及 matlab仿真验证 1设计任务与要求 1.1初始条件 转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统，已知，直流电动机：，允许过载倍数；时间常数：；PWM环节的放大倍数：；电枢回路总电阻：，电枢电阻；调节器输入输出电压：。 1.2设计任务 = 1 \* GB2 ⑴稳态指标：在负载和电网电压的扰动下稳态无静差； = 2 \* GB2 ⑵动态指标：电流超调量，空载启动到额定转速时的转速超调量； = 3 \* GB2 ⑶控制电路的设计：包括系统参数的选取[（给定环节及反馈环节的滤波时间数、）、 ]；电流环的设计（电流环固有部分传函、选择电流调节器结构和参数、校验近似条件）；速度环的设计（速度结构图、速度调节器结构和参数、校验近似条件）； = 4 \* GB2 ⑷采用Matlab对双闭环系统进行仿真，绘制直流调速系统（）稳定运行时磁场突然减半仿真框图，仿真得出起动转速，起动电流，直流电压，ASR、ACR输出电压的波形，并对结果进行分析； = 5 \* GB2 ⑸书写设计报告书（系统原理图、稳态结构图和动态结构图、确定的参数及设计步骤）。 2 设计分析 直流双闭环调速系统调节器包括转速调节器（ASR）和电流调节器（ACR）,从而分别引入了转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者之间实行串级连接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。电流环称为内环，转速环称为外环。其中转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，同时可以对负载变化起抗扰作用，其输出限幅电压决定了电流给定的最大值；电流调节器作为内环的调节器，在转速外环的调节过程中，使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化，同时对电网电压的波