雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真開題報告

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1、南京工程學(xué)院自動化學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告課題名稱：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真研究姓名：吳杰班　　　級：10自動化1指導(dǎo)教師：張貞艷所在系部：自動化學(xué)院專業(yè)名稱：自動化南京工程學(xué)院2014年3月畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告學(xué)生姓名吳杰學(xué)號專業(yè)自動化指導(dǎo)教師姓名張貞艷職稱講師所在系部自動化學(xué)院課題來源老師自擬課題類型工程設(shè)計課題名稱雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真研究畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容（包括技術(shù)準(zhǔn)備、技術(shù)內(nèi)容以及設(shè)計要求等）：畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容（包括技術(shù)準(zhǔn)備、技術(shù)內(nèi)容以及設(shè)計要求等）：畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容（包括技術(shù)準(zhǔn)備、技術(shù)內(nèi)容以及設(shè)計要求等）：畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義??電機自動控制系統(tǒng)廣泛

2、應(yīng)用于機械，鋼鐵，礦山，冶金，化工，石油，紡織，軍工等行業(yè)。這些行業(yè)中絕大部分生產(chǎn)機械都采用電動機作原動機。有效地控制電機，提高其運行性能，對國民經(jīng)濟具有十分重要的現(xiàn)實意義。?20世紀(jì)90年代前的大約50年的時間里，直流電動機幾乎是唯一的一種能實現(xiàn)高性能拖動控制的電動機，直流電動機的定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互獨立并且正交，為控制提供了便捷的方式，使得電動機具有優(yōu)良的起動，制動和調(diào)速性能。盡管近年來直流電動機不斷受到交流電動機及其它電動機的挑戰(zhàn)，但至今直流電動機仍然是大多數(shù)變速運動控制和閉環(huán)位置伺服控制首選。?直流電動機因具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許

3、多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。晶閘管問世后，生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，組成晶閘管—電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)）。采用速度、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),可以充分利用電動機的過載能力獲得最快的動態(tài)過程，調(diào)速范圍廣，精度高，和旋轉(zhuǎn)變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性，動態(tài)和靜態(tài)性能均好，且系統(tǒng)易于控制。雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)用來控制電動機的轉(zhuǎn)速，電流環(huán)控制輸出電流；該系統(tǒng)可以自動限制最大電流，能有效抑制電網(wǎng)電壓波動的影響；且采用雙閉環(huán)控制提高了系統(tǒng)的阻尼比，因而較之單閉環(huán)

4、控制具有更好的控制特性。?盡當(dāng)今功率半導(dǎo)體變流技術(shù)已有了突飛猛進的發(fā)展，但在工業(yè)生產(chǎn)中V-M系統(tǒng)的應(yīng)用還是有相當(dāng)?shù)谋戎亍Ｋ砸源藶檎n題進行研究具有一定的實用價值。一、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容（包括技術(shù)要求、圖標(biāo)要求以及工作要求等）：1.簡單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)的性能分析，其中包括單閉環(huán)有、無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)以及帶電流截止轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的性能分析。通過比較它們的性能分析結(jié)果，得出它們的不足之處，從而引出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。2.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，其中包括建立雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的方框圖以及仿真模型。并且通過仿真分析結(jié)果，與簡單的閉環(huán)調(diào)速仿真分析進行比較，從而得出雙閉環(huán)直流調(diào)

5、速優(yōu)越性。3.雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)的設(shè)計，其中包含調(diào)節(jié)器的選擇和參數(shù)設(shè)計，相關(guān)數(shù)據(jù)計算，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖仿真，虛擬模型圖仿真，仿真結(jié)果分析等。4.雙閉環(huán)PWM-M調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計，其中包含調(diào)節(jié)器的選擇和參數(shù)設(shè)計，相關(guān)數(shù)據(jù)計算，動態(tài)結(jié)構(gòu)圖仿真，虛擬模型圖仿真，仿真結(jié)構(gòu)分析等。二、畢業(yè)設(shè)計的意義1.根據(jù)MATLAB/Simulink仿真平臺，研究雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的性能。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、穩(wěn)定性好、精度高等許多優(yōu)點，在拖動領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用[1]。采用該系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速特性。此系統(tǒng)的控制規(guī)律，性能特點和設(shè)計方法是各種

6、交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[2]。2.通過比較單閉環(huán)有、無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真結(jié)果，從而得到它們各自的不足之處，從而突出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)越性以及必要性。3.通過對雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)和雙閉環(huán)PWM-M調(diào)速系統(tǒng)這兩種典型雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的的仿真分析，幫助我們更好的了解和應(yīng)用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。4.通過對轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的了解，使我們能夠更好的掌握調(diào)速系統(tǒng)的基本理論及相關(guān)內(nèi)容，在對其各種性能加深了解的同時，能夠發(fā)現(xiàn)其缺陷之處，通過對該系統(tǒng)不足之處的完善，可提高該系統(tǒng)的性能，使其能夠適用于各種工作場合，提高其使用效率

7、。并以此為基礎(chǔ)，再對交流調(diào)速系統(tǒng)進行研究，最終掌握各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，使之能夠應(yīng)用于國民經(jīng)濟各個生產(chǎn)領(lǐng)域。文獻綜述1.國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[1]國內(nèi)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢從七十年代開始，由于晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的高效、無噪音和快速響應(yīng)等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一般含晶閘管可控整流主電路、移相控制電路、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路、以及缺相和過流保護電路等。給定信號為0～10V直流信號，可對主電路輸出電壓進行平滑調(diào)節(jié)。采用雙PI調(diào)節(jié)器，可獲得良好的動靜態(tài)效果【3】。晶閘管-直流電動機調(diào)速系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)提供了高效、高性能的動力。盡管目前交流調(diào)速