基于MATLAB的双闭环直流调速系统设计.docxVIP

课程设计说明书  NO.1 基于?MATLAB?的双闭环直流电机调速系统仿真 学院：信息工程学院 班级：11?自动化二班 姓名：梁玉迪 学号：F1156226 指导教师：李浚圣 1?/?10 沈?阳?大?学 课程设计说明书 NO.2 摘要：实际生产中，生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要有 良好的稳态、动态性能，同时，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机 的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让 电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。双闭环直流调速系统， 具有直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及有良好的动态性能的优点，又 有动态响应快、抗干扰能力强等特点，可以很好的满足实际需求。 1?双闭环控制系统的工作原理 双闭环调速系统的两个调节器ASR（转速调节器）和ACR（电流调节器）一般都采用 PI调节器。因为PI调节器置既可以保证系统的稳态精度，使系统在稳态运行时得到无静 差调速，又能提高系统的稳定性，兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速 系统要求以稳和准为主，采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。转速 调节器的作用：是调速系统的主调节器，使转速n很快的跟随给定电压?Un?*变化，如果采 用pi调节器，实可现稳态无静差。保证了系统静态稳定性。电流调节器的作用：作为内 环调节器，在转速调节过程中，它使得电流跟随其给定电压?U?*?变化；对电网电压波动 i 起及时抗扰作用；起动时保证获得电机允许的最大电流，使系统获得最大加速度起动； 当电机过载甚至于堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自我保护作用。当故障消 失时，系统能够自动恢复正常。保证了系统动态稳定性。 Id ? R - Un - Un?????????????????????????? E Ks -?i +d0n?+???????ASR?U*i??U??ACR?Uct?UPE?U -?i +d0 +  1/Ce  n ? 图1?双闭环直流系统的结构图 2?/?10 沈?阳?大?学 课程设计说明书 NO.3 3?/?10 U*nWASR(s)Un U*n WASR(s) Un??????? - Tms??? 1/Ce U*i  Ui  WACR(s)  Uct  Ks Tss+1?U  d0  -  1/R Tl?s+1 Id + -IdL  R  E  n ? ? 图?2?双闭环直流调速系统的数学模型 2?双闭环调速系统的主电路各器件的选择和计算 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如 下： 直流电机: Un=220V，?In=136A，?Nn=1460r/min，?Ce=0.132V*min/， 允许过载倍数: λ=1.5 晶闸管装置放大系数 ks=40； 电枢电阻： Ra=0.5Ω 时间常数： Tl=0.03s，Tm=0.18s； 励磁电压： Uf=220V 励磁电流： If=1.5A 动态指标： 1.电流超调量δ%≤5% 2.空载起动到额定转速时的转速超调量：δ%≤10% 电流反馈系数 β=0.05?V*min/r 转速反馈系数： α=?0.00667V*min/r 沈?阳?大?学 4?/?10 课程设计说明书 三相整流桥平均失控时间 Ts=0.0017s  NO.4 电流反馈滤波时间常数 转速反馈滤波时间常数 Toi=0.002s； Ton=0.01s； 参数设置 电流调节器的设计 Wacr（s）=Ki*(1+τS)/τS?=1.013+33.8/s 转速调节器的设计 Wasr（s）=Kn*(1+τS)/τS?=11.7+134.48/s 3?MATLAB?仿真 MATLAB?是矩阵实验室（Matrix?Laboratory）的简称，是美国?MathWorks?公司出品 的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算 语言和交互式环境，主要包括?MATLAB?和?Simulink?两大部分。 Simulink?是?MATLAB?最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综 合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的 鼠标操作，就可构造出复杂的系统。 Simulink?具有适应面广、结构和流程清晰及 仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点 Simulink?已被广泛 应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和 硬件可应用于或被要求应用于 Simulink?。 Simulink?是?MATLAB?中的一种可视化仿真工具，是一种基于 MATLAB?的框图设 计环境，是实现动态系统建