单闭环直流调速系统 课程设计.docxVIP

PAGE 2 综合课程设计说明书 题目：单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿 真（一） 学院：机电与汽车工程学院 专业班级：电气工程与自动化专业（1）班 姓名： 学号： 指导教师： 目录 概述·······································2 调速控制系统的性能指标·····················3 2.1 直流电动机工作原理·······················4 2.2 电动机调速指标···························4 2.3 直流电动机的调速·························5 2.4 直流电机的机械特性·······················5 单闭环直流电动机系统·······················6 3.1 V-M系统简介······························6 3.2 闭环调速系统的组成及静特性···············7 3.3反馈控制规律·····························8 3.4 主要部件·································9 3.5 稳定条件································11 3.6 稳态抗扰误差分析························12 单闭环直流调速系统的设计及仿真············14 4.1 参数设计································14 4.2 参数计算及MATLAB仿真···················15 总结·······································24 参考文献 第一章 概述 电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速，而用于完成这项功能的自动控制系统就被陈为调速系统。目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流调速系统的调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，因此在相当长的时间内，高性能的调速系统几乎都采用直流调速系统，但近年来，随着电子工业与技术的发展，高性能的交流调速系统也日趋广泛。单闭环直流电机调速系统在现代生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能及低廉的价格越来越被大众接受。 单闭环直流电机调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、电动机-发动机、闭环控制系统等组成，我们可以通过改变晶闸管的控制角来调节转速，本文就单闭环直流调速系统的设计及仿真做以下介绍。 第二章 调速控制系统的性能指标 2.1 直流电动机工作原理 直流电机的构成 (1)定子：主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置； (2)转子：电枢铁芯、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴； (3)气隙 直流电机的励磁方式 按励磁方式的不同，直流电机可分为他励、并励、串励和复励电动机四种。直流电动机中，在电磁转矩的作用下，电机拖动生产机械沿着与电磁转矩相同的生产方向旋转时，电机向负载输出机械功率。 2.2 电动机调速指标 稳态指标：主要是要求系统能在最高和最低转速内进行平滑调节，并且在不同转速下工作时能稳定运行，而且在某一转速下稳定运行时，尽量少受负载变化及电源电压波动的影响。因此它的指标就是调速系统的调速范围和静差率。 动态性能指标:主要是平稳性和抗干扰能力。 调速范围：生产机械在额定负载时要求电动机提供的最高转速Nmax与最低转速Nmin之比称为调速范围，用D表示。即 D= 静差率：调速系统在某一转速下稳定运行时，负载由理想空载增加到规定负载时，所对应的转速降落与理想转速n0 之比，用s表示，即 s=100%=100% 调速方向:指调速后转速比原来的高还是低，有上调和下调之分。 调速的平滑性：它由一定调速范围内能得到的转速级数来说明。调速可分为有级调速和无级调速。 2.3 直流电动机的调速 本文以他励直流