自控课设-单相.ppt

自动控制系统课程设计 指导教师：冯高明 组 别：D 组 第一章 设计概述 1.根据原始数据，考虑到调速系统的稳态及动态指标，在总体方案提出并比较后，选择了双闭环直流调速系统拖动方案，分析并确定主电路的结构和闭环调速系统的组成。 2.进行调速系统主电路元件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）。 3.调速系统控制单元的选型设计（包括有检测环节、调节器选择调整、系统给定以及驱动控制电路等）。 4.确定ASR调节器与ACR调节器的结构形式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标。 5.使用Matlab的Simulink工具箱对系统进行仿真。 第二章 总体方案设计 单闭环系统虽然实现了转速的无静差调速，但因其结构中含有电流截止负反馈环节，限制了起制动的最大电流。加上电机反电势随着转速的上升而增加，使电流达到最大值之后迅速降下来。这样，电动机的转速也减小下来，使起动过程变慢，起动时间增长。为了提高生产率和加工质量，要求尽量缩短过渡过程时间。我们希望使电流在起动时始终保持在最大允许值上，电动机输出最大转矩，从而可使转速直线上升过渡过程时间大大缩短。另一方面，在一个调节器的情况下，输入端综合几个信号，各参数互相影响，调整也比较困难。为获得近似理想的过渡过程，并克服几个信号在一处的综合的缺点，经比较分析，选择了转速、电流双闭环调速系统。 第三章 各单元电路的设计 3.1电源设计 3.2转速给定电路设计 3.3整流及晶闸管保护电路设计 3.4电流检测电路设计 3.5转速检测电路设计 3.6 触发电路设计 3.1电源设计 设计为转速给定电路提供+12V、-12V的直流稳压电源，电路原理图如下： 3.2转速给定电路设计 转速给定电路主要由滑动变阻器组成，调节滑动变阻器即可获得相应大小的给定信号。其电路原理图如下： 3.3整流及晶闸管保护电路设计 在整流电路中主要是晶闸管的保护问题。晶闸管承受过电压和过电流的能力差，很短时间的过电压和过电流就会造成元件的损坏。为了使晶闸管装置能长期可靠运行，除了合理选择元件外，还须针对元件工作的条件设置恰当的保护措施。晶闸管主要需要四种保护：过电压保护和du/dt限制，过电流保护和di/dt限制。 3.4电流检测电路设计 电流检测电路的主要作用是获得与主电路电流成正比的电流信号，经过滤波整流后，用于控制系统中。该电路主要由电流互感器构成，将电流互感器接于主电路中，在输出端即可获得与主电路电流成正比的电流信号，起到电气隔离的作用。 3.5转速检测电路设计 转速检测电路的主要作用是将转速信号变换为与转速称正比的电压信号，滤除交流分量，为系统提供满足要求的转速反馈信号。转速检测电路主要由测速发电机组成，将测速发电机与直流电动机同轴连接，测速发电机输出端即可获得与转速成正比的电压信号，经过滤波整流之后即可作为转速反馈信号反馈回系统。 3.6 触发电路设计 第四章 各单元电路参数计算 4.1变压器参数计算 4.2平波电抗器的参数计算 4.3电流环的参数整定 4.4 转速环参数的整定 4.1变压器参数计算 一、二次侧相电压 　　将原始数据及一些取值带入变压器二次测相电压的计算公式得： 所以变压器电压比为220/350。 二、二次测相电流和一次测相电流 对于单相全控桥电路有 三、变压器容量的计算 4.2平波电抗器的参数计算 对晶闸管直流调速系统，当负载电流较小，会出现电流断续的现象，使电动机的机械特性变软，影响系统的静、动态性能。电动机电枢电感一般较小，不能满足电流连续的要求，故必须在晶闸管输出电路中串入电抗器。 一、使输出电流连续的临界电感量 二、限制输出电流脉动电感量 三、变压器二次侧的每相漏电感量 四、电动机电枢电感 满足设计要求的平波电抗器 4.3 电流环的参数整定 1．确定时间常数 1)整流装置滞后时间常数。单相桥式电路平均失控时间 2）电流滤波时间常数 3）电流环小时间常数之和 2．选择电流调节器结构 根据设计要求： 而且 4．校验近似条件 电流环截止频率 （1）晶闸管装置传递函数近似条件： 现在， 满足近似条件。 （2）忽略反电动势对电流环影响的条件： 现在， 满足近似条件。 （3）小时间常数近似处理条件：