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运动控制课设-双闭环

学号

（运动控制课程设计）

设计说明书

双闭环直流调速系统定量仿真（n*=400）

起止日期：2012年12月17日至2012年12月28日

学生姓名张雅容

班级09电气1班

成绩

指导教师(签字)

控制与机械工程学院

2012年12月28日

目录

一、概述4

二、双闭环直流调速系统的工作原理4

2.1双闭环直流调速系统的介绍4

2.2双闭环直流调速系统的组成5

2.3双闭环直流调速系统的稳太结构图和静特性6

2.4双闭环直流调速系统的数学模型7

2.5双闭环直流调速系统两个调节器的作用7

三、仿真软件步骤介绍7

四、仿真设计8

五、仿真结果分析12

六、设计结论分析12

七、总结与体会12

八、参考文献13

一、概述

直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜

于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速

正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从

控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的

基础。该系统中设置了电流检测环节、电流调节

器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流

环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定

电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转

速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到

节电流和转速的目的。该系统起动时，转速外环

饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动

电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给

定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，

使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环

跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载

电流。并通过Simulink进行系统的数学建模和

系统仿真，分析双闭环直流调速系统的特性。

随着社会化大生产的不断发展，电力传动装

置在现代化工业生产中的得到广泛应用，对其生

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产工艺、产品质量的要求不断提高，这就需要越

来越多的生产机械能够实现制动调速，因此我们

就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解

和研究。本次设计的课题是双闭环晶闸管不可

逆直流调速系统，包括主电路和控制回路。主电

路由晶闸管构成，控制回路主要由检测电路，驱

动电路构成，检测电路又包括转速检测和电流检

测等部分。

按电机的类型不同,电气传动又分交流调速

和直流调速。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。从

机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外

加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而

改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交

点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电

动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围

内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、

海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等

需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛

的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而

直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成

熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交

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流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生

产生活中有着举足轻重的作用。另一方面，需要

指出的是电气传动与自动控制有着密切的关系。

调速传动的控制装置主要是各种电力电子变流

器，它为电动机提供可控的直流或交流电流，并

成为弱电控制强