转速闭环控制调速系统

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1、-.建筑学院电气信息学院课程设计课程名称：电子系统仿真实习设计题目：转速闭环控制直流调速系统仿真姓名：学号：专业班级：指导教师：起止日期：.word.zl.-.设计鉴定学生班级学号设计期间表现总评指导教师综合评语成绩指导教师.word.zl.-.目录目录2第一章设计容31.1设计背景：31.2主要容41.3双闭环调速系统4第二章方案实施62.1转速给定电路设计62.2转速检测电路设计62.3电流检测电路设计7第三章主电路保护电路设计83.1过电压保护设计83.2过电流保护设计93.3驱动电路的设计113.4控制电路设计123.5电流环与转速环的设计133.6电流调

2、节器的设计143.7转速调节器的设计15第四章结论体会17参考文献：18.word.zl.-.第一章设计容1.1设计背景直流调速是现代电力拖动自动控制系统中开展较早的技术。在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速开展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢送。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反应控制理论根底上的直流调速原理也是交流调

3、速控制的根底。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但根本控制原理有其共性。 对于那些在实际调试过程中存在很大风险或实验费用昂贵的系统，一般不允许对设计好的系统直接进展实验。然而没有经过实验研究是不能将设计好的系统直接放到生产实际中去的。因此就必须对其进展模拟实验研究。当然有些情况下可以构造一套物理装置进展实验，但这种方法十分费时而且费用又高，而且在有的情况下物理模拟几乎是不可能的。近年来随着计算机的迅速开展，采用计算机对控制系统进展数学仿真的方法已被人们采纳。  但是长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建

4、立以后要设计一种算法。以使系统模型等为计算机所承受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。.word.zl.-.1.2主要容  本课题以直流电动机为对象，用工程设计方法设计直流电动机转速、电流双闭环调速系统，基于直流电动机的根本方程给出动态构造图，建立双闭环调速系统的数学模型，并应用MATLAB进展仿真，对仿真结果分析、研究，验证控制方案的合理性。 主要完成如下工作： (1) 数学模型的建立 认真学习相关资料，根据直流电动机根本方程，建立双闭环调速系统的数学模型并给出动态构造框图。 (2) 系统方案设计 通过国外中英文资料介绍

5、，了解直流电动机双闭环调速系统的最正确工程设计方法，并进展调速系统的设计。 (3) 仿真的进展和结果的分析与探究 深入学习和掌握MATLAB下的Simulink和Power System系统模型的搭建方法，进展模型搭建和仿真，对结果进展分析与探究。.word.zl.-.1.3双闭环调速系统在单闭环直流调速系统中，电流截止负反应环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流dcrI值以后，靠强烈的负反应作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形。带电流截止负反应的单闭环直流调速系统中，起动电流突破dcrI以后，受电流负反应的作用，电流只能再升高一点，经过

6、某一最大值dmI后，就降低下来，电机的电磁转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。 对于经常正、反转运行的调速系统，例如龙门刨床、可逆轧钢机等，尽量缩短起、制动过程的时间是提高生产率的重要因素。为此，在电机最大允许电流和转矩受限制的条件下，应该充分利用电机的过载能力，最好是在过渡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。 实际上，由于主电路电感的作用，电流不可能突跳。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dmI的恒流过程。按照反应

7、控制规律，采用某个物理量的负反应就可以保持该量根本不变，那么，采用电流负反应应该能够得到近似的恒流过程。问题是，应该在起动过程中只有电流负反应，没有转速负反应，到达稳态转速后，又希望只要转速负反应，不再让电流负反应发挥作用。要想既存在转速和电流两种负反应，又使它们只能分别在不同的阶段里起作用，只用一个调节器显然是不可能的，可以考虑采用转速和电流两个调节器。 .word.zl.-.图1.1转速、电流双闭环直流调速系统 第二章方案实施2.1转速给定电路设计转速给定电路主要由滑动变阻器构成，调节滑动变阻器即可获得相应大小的给定信号。转速给定电路可以产生幅值可调和极性可变

8、的阶跃给定