直流双闭环调速系统议文.pdf

目 录 目录 摘要 1 前言 1 一、调速控制系统设计 2 1.1 直流双闭环系统的原理 2 1.2 调速方法的确定 2 1.3 PWM 控制方式的选择 3 1.4 主电路的确定 4 1.5 控制电路的确定 4 1.6 调节器的选型及参数计算 5 1.6.1 电流调节器设计 5 1.6.2 电流环结构框图的化简 5 1.6.3 选择电流调节器结构 7 1.6.4 确定时间常数 7 1.6.5 计算电流调节器参数 7 1.6.6 校验近似条件 8 1.6.7 计算调节器电阻和电容 8 1.6.8 速度调节器设计 8 1.6.9 确定时间常数 9 1.6.10 选择转速调节器结构 10 1.6.11 计算转速调节器参数 10 1.6.12 校验近似条件 10 1.6.13 计算调节器电阻和电容 11 1.6.14 校核转速超调量 11 1.7 转速微分负反馈环节设计 11 1.8 反馈检测电路的确定 12 二、电源及系统设计 12 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 12 2.2 供电电源的整流及滤波 13 2.3 直流电源电路的设计 14 三、双闭环调速系统在 Simulink 环境下的仿真 14 四、实物制作 19 总结 20 【参考文献】 21 摘要 摘要 本文章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， 设计了基于 PI 控制的转速控制环和电流控制环，并加入了微分负反馈，抑制转速超调。详细分析了 系统的起动过程及参数设计，运用 Simulink 对直流电动机双闭环调速系统进行数学建模和系统仿 真。根据仿真结果分析该调速系统满足我们的设计要求。 关键词：双闭环控制系统；Simulink；电流控制环；转速控制环； 前言 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。不过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器 同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性、高智能化特点。同时直流电机的低速特性，大大优于交 流鼠笼式异步电机，为直流调速系统展现了无限前景。单闭环直流调速系统对于运行性能要求很高 的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。而基于电流和转速的双闭环直流调速系统静动态特性 都很理想。 此次我们设计双闭环直流调速系统，希望能在此过程中提升我们的系统设计能力，并最