h橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

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1、燕山大學(xué)CDIO課程項(xiàng)目研究報(bào)告項(xiàng)目名稱：H橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)小組成員：指導(dǎo)教師：王立喬日期：2015年6月24日目錄前言………………………………………………………………………………………………1摘要………………………………………………………………………………………………2第一章調(diào)速系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)………………………………………………………………51.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成………………………………………………………61.2.穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特……………………………………………………

2、……………………71.2.1各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算……………………………………………81.3雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能…………………………………………………………91.3.1動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型………………………………………………………………………101.3.2起動(dòng)過程分析………………………………………………………………………111.3.3動(dòng)態(tài)性能和兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用……………………………………………………12第二章H橋可逆直流調(diào)速電源及保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………13第三章調(diào)節(jié)

3、器的選型及參數(shù)設(shè)計(jì)……………………………………………………………153.1電流環(huán)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………163.2轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………17第四章Matlab/Simulink仿真…………………………………………………………………19第五章實(shí)物制作………………………………………………………………………………22第六章性能測試………………………………………………………………………………246.1SG3525性能測

4、試…………………………………………………………………………256.2開環(huán)系統(tǒng)調(diào)試……………………………………………………………………………26總結(jié)……………………………………………………………………………………………28參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………2829前言在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過程中，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，過載能力大，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)頻繁

5、的無極快速起制動(dòng)和反轉(zhuǎn)等良好的動(dòng)態(tài)性能，能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)中各種不同的特殊運(yùn)行要求。在高性能的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)長時(shí)期內(nèi)基本幾乎都采用直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)。開環(huán)直流調(diào)速由于自身的缺點(diǎn)幾乎不能滿足生產(chǎn)過程的要求，在應(yīng)用廣泛的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的PID控制已經(jīng)得到比較成熟的應(yīng)用，但是受電動(dòng)機(jī)負(fù)載等非線性因素的影響，傳統(tǒng)的控制策略在實(shí)際應(yīng)用中難以保持設(shè)計(jì)是的性能。由于模擬控制技術(shù)的日漸成熟，又由于模糊控制不依賴于被控對象的精確數(shù)字模型，能夠克服非線性因素的影響，對調(diào)節(jié)對象參數(shù)變化具有較強(qiáng)的魯棒

6、性，所以將模糊控制與傳統(tǒng)的PID控制結(jié)合可以起到滿意的控制效果，在此基礎(chǔ)上提出自調(diào)整因子[圖片]模糊控制器，根據(jù)控制的誤差值，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)規(guī)則來調(diào)整一些控制參數(shù)值，從而用于高精度直流調(diào)速系統(tǒng)中，具有響應(yīng)快、超速小，對系統(tǒng)參數(shù)及結(jié)構(gòu)變化適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不能突跳，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程，按照反饋控制規(guī)律，電流負(fù)反饋就能得到近似的恒流過程。問題是希望在啟動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的

7、輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不要電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用，因此需采用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。這樣就能做到既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋?zhàn)饔糜帜苁顾鼈冏饔迷诓煌碾A段。項(xiàng)目預(yù)期成果：設(shè)計(jì)一個(gè)雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電流超調(diào)量小于等于5%；轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于5%的無靜差調(diào)速系統(tǒng)。項(xiàng)目分工：29摘要本設(shè)計(jì)的題目是基于SG3525的雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。SG3525是電流控制型PWM控制器，所謂電流控制型脈寬調(diào)制器是按照接反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。在脈寬比較器的輸入端直接用流過輸出電感線圈的信

8、號與誤差放大器輸出信號進(jìn)行比較，從而調(diào)節(jié)占空比使輸出的電感峰值電流跟隨誤差電壓變化而變化。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)和電流環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，則單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。而轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器可以獲得無靜差；構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度；雖快速性的限制來換取系統(tǒng)穩(wěn)定的，但是電路較簡單。所以雙閉環(huán)直流調(diào)速是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。本