直流双环系统(三)的设计及仿真(四)程序.docVIP

学 号： 0121011360422 课 程 设 计 题 目 直流双环系统（三）的设计及仿真分析（四） 学 院 自动化学院 专 业 自动化 班 级 自动化1004班 姓 名 冯嘉鹏 指导教师 刘芙蓉 2014 年 12 月 23 日 课程设计任务书 学生姓名： 冯嘉鹏 专业班级：自动化1004班 指导教师： 刘芙蓉 工作单位： 题 目: 直流双环系统（三）的设计及仿真分析（四） 初始条件： 双闭环调速系统，其整流装置采用三相桥式全控整流电路。系统基本数据如下： 直流电动机： Unom=220V ，Inom=136A ，nnom=1460r/min ，，允许过载倍数，额定转速时的给定电压调节器ＡＳＲ，ＡＣＲ饱和输出电压。时间常数：TL=0.03s，Tm=0.18s，晶闸管装置放大倍数：KS=40，电枢回路总电阻：R=0.5Ω。 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 试对该系统进行动态参数设计。设计指标：稳态无静差，电流超调量；空载起动到额定转速时的转速超调量，过渡过程时间。画出系统结构框图并计算： 电流反馈系数β和转速反馈系数α； 设计电流调节器，计算电阻和电容的数值（取）； 设计转速调节器，计算电阻和电容的数值（取）； 让电机带载（，风机泵类负载）启动到额定转速，观察并录下电机的转速、电流等的波形，并进行分析。 时间安排：2013.12.25布置课程设计题目 2013.12.26 - 2013.12.29 完成课程设计 2013.12．30 – 2014.1.3 撰写课程设计报告 2014.1.6 答辩并上交报告 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要 直流双闭环调速系统概述直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。双闭环直流调速系统是工业生产中应用最为广泛的电气传动装置之一。应用于冶金、印刷等许多领域的自动控制系统中,具有抗干扰能力强、动态响应快的优点。在工作中,我们经常需要对直流双闭环调速系统进行系统的分析,以调节各项参数使之符合实际工作的要求,自动控制系统的基本分析方法是:①先对系统的组成、工作原理、各部分的作用和联系做细致的分析。②然后在此基础上对控制系统的静态和动态进行数学分析,就是根据工作系统建立相应的数学模型,利用传递函数对系统的各项性能进行分析。2直流双闭环调速系统的构成和工作原理采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。其系统的构成:把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,构成内环:电流环;再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE,构成外环:转速环。 图1-1转速、电流双闭环直流调速系统结构 图中，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。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。 1.2转速、电流双闭环直流调速系统的静态结构 双闭环直流调速系统的稳态结构如下图所示，两个调节器军采用带现副作用的PI调节器。转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定的最大值，电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。图中用带现付的输出性表示PI调节器的作用。当调节器饱和时，输出达到限值，输入量不再变化。当调节器不饱和的时候，PI调节器工作在线性调节状态，其作用是是输入偏差电压在稳态时为零。 图1-2双闭环直流调速系统的稳态结构图 双闭环直流调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差，这时，转速负反馈主要起调节作用。当负载电流达到时，对应于转速调节器为饱和输出，这是，电流调节器器主要调节作用。这就是采用两个PI调节器分别形成的自动保护作用。 1.3转速、电流双闭环直流调速系统的动态结构 双闭环直流调速系统的动态结构图如图1-3所示，图中和分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出负电流反馈，在电动机的动态结构图中必须把点数电流显露出来。 图1-3双闭环调速系统的动态结构图 在他的启动过