雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真

《雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、第一章雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理IIL1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成II1.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性III1.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型IV1.3.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型IV1.3.2起動過程分析IV第二章調(diào)節(jié)器的工程設計V2.1設計準備V2.1.1設計題目V2.1.2設計任務V2.1.3設計要求VI2.2.1結構框圖的化簡和結構的選擇VI2.2.4計算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)IX2.2.5校驗近似條件IX電流環(huán)截止頻率：ci=KI=135.1s-l；IX晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：IX2.2.6計

2、算調(diào)節(jié)器的電阻和電容X2.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計X2.3.1轉(zhuǎn)速環(huán)結構框圖的化簡X2.3.2確定時間常數(shù)XI2.3.3選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結構XII2.3.4計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)XII2.3.5檢驗近似條件XII2.3.6計算調(diào)節(jié)器電阻和電容XIII3.2轉(zhuǎn)速檢測電路設計XIV3.3電流檢測電路設計XV3.4整流及晶閘管保護電路設計XVI3.5控制電路設計XVI第四章MATLAB仿真XVII4.1電流環(huán)的仿真設計XVII4.2轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真設計XVIII第四章設計心得XIX第一章雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理1-1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成為了

3、實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，在系統(tǒng)屮設置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級連接，如圖2所示，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸岀當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。從閉環(huán)結構上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面，叫做外環(huán)。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。該雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器ASR和ACR一般都釆用PI調(diào)節(jié)器。因為PI調(diào)節(jié)器作為校正裝置既町以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運行時得到無靜差調(diào)速，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；作為控制器時又能兼顧快速響應和消除靜差兩方面的

4、要求。一般的調(diào)速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準為主，采用PT調(diào)節(jié)器便能保證系統(tǒng)獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。圖2轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)圖中U*n、Un—轉(zhuǎn)速給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓；U*i、Ui—電流給定電壓和電流反饋電壓；ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；ACR—電流調(diào)節(jié)器；TG—測速發(fā)電機；TA—電流互感器；UPE—電力電子變換器1-2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖和靜特性R圖3：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖圖4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性曲1.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型1.3.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學模型的主要形式仍

5、然是以傳遞函數(shù)或零極點模型為基礎的系統(tǒng)動態(tài)結構圖。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖如圖5所示。圖屮"總$）和匚山$）分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了引出電流反饋，在電動機的動態(tài)結構框圖中必須把電樞電流顯露出來。圖5：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖1.3.2起動過程分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓5由靜止狀態(tài)起動時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓“0、電流調(diào)節(jié)器輸出電壓"a、可控整流器輸出電壓〃仁電動機電樞電流人和轉(zhuǎn)速〃的動態(tài)響應波形過程如圖2-8所示。由于在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整

6、個動態(tài)過程就分成I、II、III三個階段。圖6雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動過程的轉(zhuǎn)速和電流波形第二章調(diào)節(jié)器的工程設計2.1設計準備2.1.1設計題目轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計2.1.2設計任務某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路,基本數(shù)據(jù)為：直流電動機：Unom二750V,Tnom=760A,nnom=375r/min,Pnom=500W屯樞電路總電阻R=0.14°,電流允許過載倍數(shù)久二1.5,電動勢系數(shù)Ce=l.82V*min/r晶閘管整流裝置放大倍數(shù)Ks二75,電磁時間常數(shù)TWO.031s機電時間常

7、數(shù)Tm=O.112s電流反饋濾波時間常數(shù)Toi二0.002s濾波時間常數(shù)取Toi二0.002s,Ton二0.02s電流反饋系數(shù)0fO.OO88V/A(10V/1.5IN)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a=0.0267Vmin/r(10V/nN)U*nm=U*im二Unm=10V；調(diào)節(jié)器輸入電阻Ra=40kQ2.1.3設計要求(1)穩(wěn)態(tài)指標無靜差(2)電流超調(diào)量SiW5%；(3)轉(zhuǎn)速超調(diào)量§nW10%2.2電流調(diào)節(jié)器的設計2.2.1結構框圖的化簡和結構的選擇在按動態(tài)性能設計電流環(huán)時，可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響，即E~0。這時，電流環(huán)如圖7

8、所示。圖7電流環(huán)的動態(tài)結構框圖及其化簡忽略反電動勢對電流環(huán)作用的近似條件是：式屮電流環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。如果把給定濾波和反饋濾波兩個壞節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時把給定信號改成U*i(s)/，則電流環(huán)便等效成單位負反饋系統(tǒng)。圖8等效成單位負反饋系統(tǒng)最后，由于Ts和TOi一般