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基于某MATLAB地双闭环直流调速系统地设计与仿真

'基于某MATLAB地双闭环直流调速系统地设计与仿真'
标准文档 摘要直流调速系统的在工业中的应用很广泛,也是交流调速系统的基础。直流调速系统用双闭环结构时控制效果最好,为此本文对双闭环直流调速系统进行了研究,重点对控制部分展开研究。分析调速系统的稳态和动态结构,建立双闭环直流调速系统的数学模型,通过全面分析根据双闭环直流调速系统的控制要求将电流和转速都设计为比例积分调节器,并设计了电流和转速调节器的参数。对经典双闭环系统进行分析的同时,为了能得到合理的设计参数,用MATLAB软件对电流环和转速环的设计举例进行了仿真,通过比较说明了直流调速系统的特性。 关键词:双闭环直流调速系统;比例积分调节器 ;MATLAB 实用文案标准文档ABSTRACTDC servo system is widely used in the industry,and is the fadation of AC servo System.The DC servo system can be controled well with double-closed system.In this paper double-closed loop DC servo system is studied,the importance of zhe study is the control section.analysis of the static and dynamic of speed control system,and establishing a double-closed loop DC system mathematical model. PI controler is designed for both the current and speed regulator,and design current and speed regulator parameters. When analysis of the classical double-loop system,in order to get a reasonable design parameters. MATLAB software has been selected to simulate parameters of the system which has been choosen,with a comparison to show the characteristics ofDC Control system.KEY WORDS:Double-closed loop DC servo system ;PI controller;MATLAB标准文档目 录第一章 绪 论 11.1 课题背景、发展及意义 11.2 课题的主要任务及内容................................................................................................11.3论文的内容安排及主要工作 1第二章 直流调速系统理论研究和方案确定 32.1 双闭环调速系统的工作原理 32.1.1 转速控制的要求和调速指标 32.1.2调速系统的动态性能指标 42.2 双闭环调速系统的动态分析 52.2.1直流电机动态模型 52.2.2 调速系统的双闭环调节原理 72.3 双闭环调速系统的起动过程分析 72.4转速、电流双闭环直流调速系统 92.4.1稳态结构图 92.4.2双闭环调速系统组成 10第三章 双闭环直流调速系统的调节器设计 133.1按工程设计方法设计双闭环系统的调节器 133.1.1系统设计对象 133.1.2系统设计原则 133.2转速-电流调节器结构的确定 133.3.电流调节器设计 143.3.1电流环结构图的简化 143.3.2电流调节器结构的选择 153.3.3电流调节器的参数计算 163.3.4电流调节器的实现 173.3.5设计举例 173.4转速调节器设计 193.4.1电流环的等效闭环传递函数 193.4.2转速调节器结构的选择 203.4.3转速调节器参数的计算 223.4.4转速调节器的实现 223.4.5设计举例 23第四章 双闭环直流调速系统仿真 254.1电流环系统仿真 254.1.1电流环仿真模型 254.1.2饱和上限设置 254.1.3仿真结果 264.1.4仿真结果分析 284.2转速环系统仿真 284.2.1转速环仿真模型 284.2.2设置输入量个数 294.2.3仿真结果 294.2.4仿真结果分析 31第五章 总结 33致 谢 34参考文献 35附 录 36标准文档第一章 绪 论1.1 国内外现状及发展意义 随着新型电力半导体器件的发展,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)常用的控制直流电动机有以下几种:第一,最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电,通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设备制造方便,常用的控制直流电动机有以下几种:第一,最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电,通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设备制造方便,价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速,所以目前极少采用。第二,三十年代末,出现了发电机—电动机(也称为旋转交流组),配合采用磁放大器、电机扩大机、阐流管等控制器件,可获得优良的调速性能,如有较宽的调速范围(十比一至数十比一)、较小的转速变化率和调速平滑等,特别是当电动机减速时,可以通过发电机非常容易地将电动机轴上的飞轮惯量反馈给电网,这样,一方面可得到平滑的制动特性,另一方面又可以减少能量的损耗,提高效率。但发电机、电动机调速系统的主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备,因而体积大,维修困难等。第三,自出现汞弧交流器后,利用汞弧交流器代替上述发电机、电动机系统不能比拟的。但是汞弧交流器仍存在一些缺点:维修海华丝不太方便,特别是水银蒸汽对维护人员会造成一定的危害等。第四,1957年世界上出现了第一只晶闸管,与其它交流元件相比,晶闸管具有许多独特的优越性,因而晶闸管直流调速系统立即显示出强大的生命力由于它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列有点,采用晶闸管供电,不仅是直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高,而且在技术性能上也显示出很大的优越性。晶闸管交流装置的放大倍数在10000以上,比机组(放大倍数10)高1000倍,比汞弧交流器(放大倍数1000)高10倍;在响应快速性上,机组是秒级,而晶闸管变流装置为毫秒级。从20世纪80年代中后期起,以晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机机组及水银整流装置,使直
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