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课程设计(论文)题　 目: 带电压内环的三环系统设计 学生姓名：专 业： 学 号：班级：指导教师：成 绩：工程技术学院2015 年 1 月目录摘要：.....................................................................03一、课程设计内容及技术指标.................................................031.1、设计内容1.2、技术指标二、直流电机各参数的测定（实验报告）.......................................042.1、电路设计2.2、电枢回路电阻R、电感L、电磁时间常数Ttm测定2.3、机电时间常数的测定三、理论设计...............................................................053.1、方案论证3.2、系统动态结构图3.3、系统设计 3.2.1、电压调节器设计 3.2.2、电流调节器设计 3.2.3、转速调节器设计四、系统仿真调试...........................................................074.1、系统仿真图4.2、系统仿真调试及结果4.3、实验仿真结果五、总结与体会.............................................................10六、参考文献...............................................................10七、附录...................................................................11带电压内环的三环系统设计摘要：速度调节以及抗负载和电网扰动，采用电压内环的三PI调节器，可获得良好的动静态效果。为了保证快速性，电压环采用比例调节器，电流环校正成典型I型系统。为使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能，速度环设计成典型Ⅱ型系统。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法，用Simulink做了带电流补偿的电压负反馈直流调速系统进行仿真综合调试，分析系统的动态性能，并进行校正，得出正确的仿真波形图。　　为了获得良好的静、动态性能，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在V-M调速系统中设计两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套联接。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。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，形成转速、电流双闭环调速系统。　　电压、转速和电流调节器一般都采用PI调节器，文中设计了两个调节器输入输出电压均标出实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。还有调节器的输出都是带限幅作用的，限制电压决定了它们的输出最大值。关键词：电压内环直流调速转速调节器电流调节器一、课程设计内容及技术指标1.1设计内容：1. 设计实验内容及步骤，测定直流电机各参数，包括电枢回路电阻、电感、电磁时间常数及机电时间常数；2. 按可逆调速的要求，选择直流电源的形式，给出电路图及输出波形图；不要求对具体的元件型号及参数进行选择，也不要求对电源本身的控制电路（如可控硅整流的触发电路与PWM整流的驱动电路）及相关的保护电路进行选择；3. 按各分组中性能指标的要求，设计转速、电流双闭环系统（或相应的三环系统），给出系统的原理图及动态结构图；利用静态特性图确定反馈系数及各环节增益；利用动态结构图进行校正，确定各调节器（控制器）的结构与参数；4. 利用matlab进行仿真调试，观察系统起动过程中（即阶跃响应）转速误差、电流误差、电枢回路电流及转速的变化曲线，对参数进行适当调整，直至满足性能指标要求。1.2性能技术指标：转速、电流的超调量小于5%；最大电流变化率小于15A/s；解约负载扰动作用下的恢复时间小于0.1s。二、直流电机各参数的测定(实验报告)2.1、电路设计电枢回路电阻、电感、电磁时间常数 机电时间常数2.2、电枢回路电阻R、电感L、电磁时间常数Ttm测定其中：Z=U/IR=Z*COS L=sqrt（Z^2-R^2）/W W=2*PI*f Ttm=L/R2.3、机电时间常数的测定拟合曲线：由曲线得机电时间常数：Tta=0.146s 4Ttm (符合条件)三、理论设计3.1、方案论证系统设计理论按照设计多环控制系统先内环后外环的一般原则，