雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(matlab仿真設(shè)計(jì))new

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《雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)(matlab仿真設(shè)計(jì))new》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)

1、雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)(matlabsimulink仿真)前言許多生產(chǎn)機(jī)械要求在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行速度的平滑調(diào)節(jié),并且要求具有良好的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能。而直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍廣、靜差率小、穩(wěn)定性好以及具有良好的動(dòng)態(tài)性能,在高性能的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中,相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)幾乎都采用直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是直流調(diào)速控制系統(tǒng)中發(fā)展得最為成熟,應(yīng)用非常廣泛的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。我們知道反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能,它對(duì)于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用都能有效的加以抑制。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)的調(diào)

2、速系統(tǒng)可以再保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高,例如要求起制動(dòng)、突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等,單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來(lái)控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流或轉(zhuǎn)矩。在單閉環(huán)系統(tǒng)中,只有電流截止至負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門(mén)用來(lái)控制電流的。但它只是在超過(guò)臨界電流值以后,強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊,并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。在實(shí)際工作中,我們希望在電機(jī)最大電流限制的條件下,充分利用電機(jī)的允許過(guò)載能力,最好是在過(guò)度過(guò)程中始終保持電流(轉(zhuǎn)矩)為允許最大值,使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動(dòng),到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)

3、速后,又讓電流立即降下來(lái),使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡,從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這時(shí),啟動(dòng)電流成方波形,而轉(zhuǎn)速是線性增長(zhǎng)的。這是在最大電流轉(zhuǎn)矩的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的啟動(dòng)過(guò)程。隨著社會(huì)化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展,電力傳動(dòng)裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的得到廣泛應(yīng)用,對(duì)其生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高,這就需要越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)調(diào)速,因此我們就要對(duì)這樣的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)作一些深入的了解和研究。本次設(shè)計(jì)的課題是雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng),包括主電路和控制回路。主電路由晶閘管構(gòu)成,控制回路主要由檢測(cè)電路,驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成,檢測(cè)電路又包括轉(zhuǎn)速檢測(cè)和電流檢測(cè)等部分。按

4、電機(jī)的類型不同,電氣傳動(dòng)又分交流調(diào)速和直流調(diào)速。直流調(diào)速是指人為地或自動(dòng)地改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以滿足工作機(jī)械的要求。從機(jī)械特性上看,就是通過(guò)改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或外加工電壓等方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,從而改變電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和工作特性機(jī)械特性的交點(diǎn),使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能,宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速,在軋鋼機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái),交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快,然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟,并且從反饋閉環(huán)控

5、制的角度來(lái)看,它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。另一方面,需要指出的是電氣傳動(dòng)與自動(dòng)控制有著密切的關(guān)系。調(diào)速傳動(dòng)的控制裝置主要是各種電力電子變流器,它為電動(dòng)機(jī)提供可控的直流或交流電流,并成為弱電控制強(qiáng)電的媒介。可以說(shuō),電力電子技術(shù)的進(jìn)步是電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的有力地推動(dòng)。把這兩者結(jié)合起來(lái)研究直流調(diào)速系統(tǒng),更有利于對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的全面認(rèn)識(shí).一、設(shè)計(jì)目的1.通過(guò)對(duì)實(shí)際綜合實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。2.學(xué)習(xí)仿真軟件Matlab的應(yīng)用。3.熟悉相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置。4.加深對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)這一課程的認(rèn)識(shí),

6、培養(yǎng)學(xué)生綜合專業(yè)知識(shí)的能力。5.了解雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理,組成及各主要單元部件的原理.二、設(shè)計(jì)要求1.電流超調(diào)量δ%≤5%?2.過(guò)渡過(guò)程盡可能3.中頻寬h=5三、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理1.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的介紹雙閉環(huán)(轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán))直流調(diào)速系統(tǒng)是一種當(dāng)前應(yīng)用廣泛,經(jīng)濟(jì),適用的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。我們知道反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能,它對(duì)于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用都能有效的加以抑制。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)

7、性能要求較高,例如要求起制動(dòng)、突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等,單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照需要來(lái)控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流或轉(zhuǎn)矩。在單閉環(huán)系統(tǒng)中,只有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門(mén)用來(lái)控制電流的。但它只是在超過(guò)臨界電流值以后,靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊,并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖1-(a)所示。當(dāng)電流從最大值降低下來(lái)以后,電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減小,因而加速過(guò)程必然拖長(zhǎng)。在實(shí)際工作中,我們希望在電機(jī)最大電流(轉(zhuǎn)矩)受限的條件下,充分利用電機(jī)的允許過(guò)載能力,最好是在過(guò)渡過(guò)程

8、中始終保持電流(轉(zhuǎn)矩)為允許最大值,使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動(dòng),到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后,又讓電流立即降下來(lái),使轉(zhuǎn)矩馬上

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