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1、《运动控制》课程论文姓名：黄帅学号：]02010年11月24口目录1双闭环调速系统简介32实例分析42.1问题提出42.2参数设计42.2.1电流调节器参数设计42.2.2电流调节器近似条件检验42.2.3电流调节器参数计算52.2.4转速调节器参数设计62.2.5转速调节器参数检验62.2.6转速调节器参数计算72.2.7校核转速超调量72.3MatLab仿真82.3.1MatLabf訂介82.3.2动态结构82.3.3扰动结构传函82.3.4simulink仿真92.4小结103总结101双闭环调
2、速系统简介为了实现转速和电流2种负反馈分别起作用，在系统屮设置了2个调节器，分别是电流调节器ACR(AutomaticCurrentRegulator)和转速调节器ASR(AutomaticSpeedRegulator),两者之间实行串级连接,其中转速调节器ASR的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器ACR的输岀去控制晶闸管装置。从闭环结构上看，屯流调节器在里面，叫做内环；转速调节器在外边，叫做外环嘲。双闭环调速系统的原理图如图1所示。图一双闭环调速系统框图该双闭坏调速系统的动态模樂如图二所
3、示，其屮备参数的意义为：转速调节器ASR,电流调节器ACR、心为电枢电阻，/?为主电路总电阻，7；是电磁时间常数，7；是机电时间常数，匕、：是滤波时间常数，电流反馈系数是0，转速反馈系数是Q。额定转速时给定电压U0,电流调节器输出电压UiJ,转速调节器Un「等。图一双闭环调速系统动态结构图为达到较好的控制效果，使系统无静芳且调节速度达到最快，ASR和ACR要做出正确的选择，使调节系统达到最好的性能，选择设计过穆在下节进行叙述2实例分析2・1问题提出电动机参数：功率PN=1A5kw,额定电压UN=220
4、v,额定电流IN=6.5A,额定转速=1500r/min,电枢电阻&=3.7（2,主电路总电阻R=7.4Q,人=27,电磁时间常数7；=0.033$（参数不符合要求，已修改）,机电时间常数7；=0.265（参数不符合要求，已修改），滤波时间常数^,=^=0.015,过载倍数2=1.5,电流反馈系数0=0.779/4,转速反馈系数6^=0.0077.min/ro额定转速时给定电压，调节器输出电压，自行决定，也可参考习题2・14屮相应的值。系统要求无静差，调速范围D=15。2・2参数设计2.2.1电流调节
5、器参数设计（1）由题可得额定转速时给定电压为（U：）^=0.007x1500=10.5V设ASR、ACR饱和输出电压为U；m=7V,Uom=6V,则可得电机报大承受电流1亦=0.01+0.0033s=0.0133sdm00.77若采用三相桥式整流电路，Ts=0.0033s,T^.=TS+Toi选择C7<5%,查表可知ACR调节器选型为WacrKj"s+1)其屮卒=T/=0.033s,选取合适调节值，使MT工产0.5,可得rs0.5一咕一0.0133=37.6s-1遊=37.6x().033x7.4“4
6、427x0.77KJ3所以ACR调节器的参数为0.033sw0.44x(0.033s+l)Wacr2.2.2电流调节器近似条件检验电流环截止频率Qi=K,=37.6s-',晶闸管桀流装置传递函数近似条件3T3x0.0033■*-101>^ci=37.6（满足近似条件）.忽略反电动式变化对电流环动态影响条件=32.39v乩=37.6（满足近似条件）.电流环小惯性群的近似条件X.0033x0.013AITT=58>%=37.6（满足近似条件）。经检验，该调节器满足设计需求，设计通过。2.2.3电流调节器参
7、数计算图三ASR电路图如图三所示为电流调节器实际电路图，按所送运算放大器取R.=40KC1,各电阻和电容值R,=KiR0=0.44x40KQ=17.6KQ,取18KQ.G二互二°-°33.F=1.83//F，取1.85//F.Rq18x10，—晋二辟+F.按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性指标为q=1.5%<2%（见表2-2）,满足设计要求，电流调节器设计完成。2.2.4转速调节器参数设计电流环等效时问常数/K,,在上一计算屮参数已选取合适的数值K.T^=0.5,_L=2Tyi=2x0.013
8、3s=0.0266s.转速滤波时间常数7；〃，根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s,转速环小时间常数按小时间常数近似处理，取=0.0266+0.01=0.0366s按照设计要求，选丿IJPI调节器，其传递函数心（处+1）按跟随和抗干扰性能都较好的原则,取力=3,则ASR的超前时间常数为rn=hTIn=3x0.0366=0.1098s.由式（2・75）可得转速环开环增益：/?+1-2h2Thn3+12x32x0.10982-18.435-1.于
