湖北理工学院控制系统设计实验报告.docVIP

电气与电子信息工程学院 《控制系统设计》 课程设计报告 名 称： 直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模与仿真 　　　专业名称：　 电气工程及其自动化 班 级： 2011级（3）班 　　　学　　号：　　　 　 姓 名： 指导教师： 胡学芝、陈学珍 设计时间： 2014年12月8日—2014年12月19日 设计地点： K2-414、306 课程设计任务书 2014～2015学年第一学期 学生姓名： 专业班级：2011电气工程及其自动化3班 指导教师 胡学芝 陈学珍 工作部门：电气学院电气自动化教研室 一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和串级调速系统系统建模及仿真 二、设计目的NN(r/min) Ra(Ω) GDa2（Nm2） P极对数 Z2-81 26 230 113 1450 0.5 27.44 1 (1)电机数如下表： (2)技术数据 １．电枢回路总电阻取Ｒ＝２Ｒa；总飞轮力矩：。 ２．其他参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。 ３．要求：调速范围Ｄ＝10，静差率Ｓ５％：稳态无静差，电流超调量；启动到额定转速时的转速退饱和超调量。 ４．要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。 ５．要求触发脉冲有故障封锁能力。 ６．要求给拖动系统设置给定积分器。 (3)设计的内容 1.调速的方案选择 直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号） 电动机供电方案的选择（要求通过方案比较后，采用晶闸管三相全控整流器供电方案）； 系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环系统结构）； 确定直流调速系统的总体结构框图。 2.主电路的计算（可参考“电力电流计算。 晶闸管保护环节的计算。a)交流侧过电压的保护；b)阻容保护、压敏电阻保护计算；c)直流侧过电压保护；d)晶闸管及整流二极管两端的过电压保护；e)过电流保护。f)交流侧快速熔断器的选择,与元件全连的快速熔断器的选择,直流侧快速熔断器的选择。 电子技术”中有关主电路技术的章节） 整流变压器计算，二次侧电压计算；一、二次侧电流的计算；容量的计算。 晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、 平波电抗器计算。 ３.触发电路的选择与校验 触发电路种类多，可直接选用，电路中元器件参数可参照有关电路进行选用。 4.控制电路设计计算： 主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算、调速系统的稳态参数计算。 5.双闭环直流调速系统的动态设计： 主要设计转速调节器和电流调节器，可参阅双闭环调速系统调节器的工程设计法进行设计。 6. 对系统进行仿真校验并上交设设说明书。 2．交流调速系统建模及仿真 串级调速系统系统建模及仿真： 系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源 绕线式三相交流异步电动机，额定功率PN=2.2kW，额定电压UN=380v， 额定电流IN=5A，额定转速nN=1460r/min,，J=0.045kg·m2，Rs=1.435Ω，P=2。建立串级调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。 2）实施过程： 1.学生分组、布置题目。按学号分组，然下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。 2.熟悉题目并选题，收集资料。设计开始，每个学生根据所选的题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集资料，包括参考书、手册和图表等，为设计做好准备 3.直流调速系统设计及仿真。正确选定系统方案，并进行主电路和保护电路设计、计算和元器件选型，认真画出系统总体结构框图。 4. 直流调速系统控制电路的方案选定、设计、计算和元器件选型，完成操作电路原理设计和元件选型，最后进行仿真实验并校验是否达到要求。 5.交流调速系统的建模与仿真，先简要讲述基本原理，然后进行建模仿真，给出仿真结果。 6.校核整个系统设计，编制元件明细表。 7.绘制正规系统原理图，整理编制课程设计任务书。 五、设计进度安排 1、进度表 序号 设计内容 所用时间 1 布置任务，查阅资料及调研。 1天 2 直流系统部分方案的选择论证 1天 11 合 计 10天 2、时间安排 时间 2014年12月8日～2013年12月19日(共2周) 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 上午 12节 下午 上