电力拖动自动控制系统课程设计

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1、武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书附件1：学号：16课程设计题目直流双环系统（二）的设计及仿真分析（五）学院自动化学院专业电气工程及其自动化班级1002班姓名宋幸航指导教师刘芙蓉年月日IV武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书附件2：课程设计任务书学生姓名：宋幸航专业班级：电气1002班指导教师：刘芙蓉工作单位：自动化学院题目:直流双环系统（二）的设计及仿真分析（四）初始条件：有一转速、电流双闭环控制的H形双极式PWM直流调速系统，电动机参数为：，电枢电阻，电枢回路总电阻，允许电流

2、过载倍数，电势系数，电磁时间常数，机电时间常数，电流反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，调节器输入输出电压，调节器输入电阻，电力晶体管的开关频率，PWM环节的放大倍数。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）试对该系统进行动态参数设计。设计指标：稳态无静差，电流超调量；空载起动到额定转速时的转速超调量，过渡过程时间。画出系统结构框图并计算：(1)电流反馈系数β和转速反馈系数α；(2)设计电流调节器，计算电阻和电容的数值（取）；(3)设计转速调节器，计算电阻和电容的数

3、值（取）；（4）让电机带载（，风机泵类负载）启动到额定转速，观察并录下电机的转速、电流等的波形，并进行分析。IV武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书时间安排：2013.5.22布置课程设计题目2013.5.23-5.28完成课程设计2013.5．29-5.30撰写课程设计报告2013.5.31答辩并上交报告指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日IV武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书摘要本文首先分析了单闭环调速系统所存在的问题，即不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程

4、。为了在起动过程中:只有电流负反馈,没有转速负反馈。达到稳态后:转速负反馈起主导作用;电流负反馈仅为电流随动子系统在原（转速）单闭环直流调速系统中再添加“电流”负反馈，就构成了转速电流双闭环直流调速系统本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析，对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明，介绍了其主电路、检测电路的设计，详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算，使其满足工程设计参数指标。并利用MATLAB进行仿真，让电机满载启动到额定转速，稳定运行后电动机磁场减少一半，观察并录下电机的转速、

5、电流等的波形，并进行分析。关键词：直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器MATLABIV武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书目录摘要IV1转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性11.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成11.2稳态结构框图和静特性21.3各变量的稳态工作点和稳态参数计算42转速电流双闭环直流调速系统调节器的工程设计42.1转速和电流两个调节器的作用42.2调节器的工程设计方法52.2.1设计的基本思路52.2.2电流调节器的设计62.2.3转速调节器的设计72.2.4转速调节器退

6、饱和时转速超调量的计算93任务要求及计算93.1和的计算103.2电流环参数的设计：103.3转速环参数设计：114系统仿真与分析134.1系统仿真原理图134.2转速、波形图与分析14结束语16参考文献：17IV武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书直流双环系统的设计及仿真分析1转速、电流双闭环直流调速系统及其静特性采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足

7、需要。这主要是因为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。在单闭环直流调速系统中,电流截止负反馈是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在起动过程中，始终保持电流（转矩）为允许的最大值，使电力拖动系统以最大的加速度起动，到达稳态转速时，立即让电流降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。为了实现在允许条件下的最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以

8、保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。应该在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈，达到稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再让电流负反馈发挥作用。1.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接，如图1-1所示。把转速调节器的