转速闭环控制的直流调速系统仿真.docxVIP

内蒙古科技大学课程设计任务书

课程名称

控制系统仿真

设计题目

转速闭环控制的直流调速系统仿真

指导教师

时间

一、教学要求

1、直流电机调速系统的基本工作原理；

2、通过对直流电机调速系统的建模，掌握使用Matlab/Simulink软件及PowerSystem工具箱对直流调速系统的建模与仿真方法；

3、理解直流调速系统中，开环、转速单闭环及带电流截止副反馈的转速单闭环调速系统的工作原理，理解以上系统的启动过程电流、转矩、转速的变化，以及调速过程中转矩与转速的关系。

二、设计资料及参数

设计资料详见《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》（洪乃刚主编）6.2.1-6.2.2节；

本设计涉及到的控制原理、电力拖动自动控制系统等内容参考相关专业课教学内容。

设计参数：见《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》（洪乃刚主编）6.2.1-6.2.2节；

三、设计要求及成果

1、利用Simulink及PowerSystem工具箱建立直流电动机转速单闭环系统模型，并仿真；

2、利用Simulink及PowerSystem工具箱建立带电流截止副反馈的直流电动机转速单闭环系统模型，并仿真；

3、分析以上仿真中，启动过程电流、转矩、转速的变化，以及调速过程中转矩与转速的关系。通过示波器观察仿真结果，并结合电力拖动自动控制系统课程中的内容验证仿真的正确性;

4、撰写不少于3000字的设计报告。

设计报告要求提交纸质文档，设计报告包括设计背景、设计原理、设计过程、结果分析等几个部分，要求给出设计模型图以及仿真结果图。相关Matlab/Simulink设计文件要求提交电子文档。

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四、进度安排收集

四、进度安排

收集和查阅资料（一天）Matlab/Simulink建模（两天）控制系统设计与优化（一天）编写技术设计书（一天）

五、评分标准

课程设计成绩评定依据包括以下几点：1）工作态度（占10%）；2）基本技能的掌握程度（占

20%）；3）方案的设计是否可行和优化(40%)；4）课程设计技术设计书编写水平(占30%)。分为优、良、中、合格、不合格五个等级。

考核方式：设计期间教师现场检查；评阅设计报告。

六、建议参考资料

1、《控制系统数字仿真与CAD》，李国勇，电子工业出版社，2003年9月第1版

2、《电力电子与电力拖动控制系统的Matlab仿真》,洪乃刚，机械工业出版社，2006年5月第1版

3、《电力拖动自动控制系统》，陈伯时，机械工业出版社，1991年，第2版

4、《自动控制原理》上、下册，吴麒，清华大学出版社，1994.5第1版

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目录

课程设计任务书…………1

题目………………………4

引言………………………4

第1章转速闭环控制的直流调速系统仿真模型的建立………………4

1.1、仿真任务…………4

1.2、仿真模型参考参数………………4

第2章转速闭环控制的直流调速系统的仿真…………5

2.1、带转速负反馈的有静差直流调速系统仿真……5

2.1.1、带转速负反馈的有静差直流调速系统仿真模型的建立……6

2.1.2、带转速负反馈的有静差直流调速系统仿真波形及分析……7

2.2、带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统仿真………………10

2.2.1、带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统仿真模型建立11

2.2.2、带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统仿真波形分析11

第3章心得体会………13

参考文献………………14

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转速闭环控制的直流调速系统仿真

引言

直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，并且直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，是研究其它调速系统的基础。而且MATLAB软件对直流调速系统进行虚拟环境下的仿真研究，不仅使用方便，也大大降低了研究成本。

晶闸管-直流电动机系统可以通过调节晶闸管控制角改变电动机电枢电压实现调速，但是存在两个问题，①全电压起动时起动电流大；②转速随负载变化而变化，负载越大，转速降落越大，难于在负载变动时保持转速的稳定而满足生产工艺的要求。为了减小负载波动对电动机转速的影响，可以采取带转速负反馈的闭环调速系统，根据转速的偏差来自动调节整流器的输出电压，从而保持转速的稳定。

第1章转速闭环控制的直流调速系统仿真模型的建立

1.1、仿真任务