[课程设计] 《运动控制系统》课程设计报告 带电压内环的三环直流调速系统设... [复制链接]

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《运动控制系统》课程设计报告 带电压内环的三环直流调速系统设计与实践，共25页，11388字
摘  要
在直流调速系统中，转速、电流双闭环直流调速系统是应用最广的直流调速系统，传统的设计方法为工程设计方法，它对被控对象的模型做了理想化和近似处理，故工程设计方法是一种近似的设计，而对一些高性能系统要求起制动超调小、动态速降小、恢复时间短，则需采用更为先进的控制策略。
本文对双闭环直流调速系统进行设计并仿真。仿真结果表明：电压内环的三闭环调节器能使系统具有更好地调节品质，具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。于调速系统来说，闭环调速比开环调速具有更好的调速性能。而双闭环调速系统又要比单环调速系统具有更好的动态性能和抗扰性能。基本的双环就是转速环和电流环，相应的要运用转速调节器和电流调节器对转速和电流进行调节。
速度调节及抗负载和电网扰动，采用三PI调节器，可获得良好的动静态效果。为保证快速性，电压环采用比例调节器。电流环校正成典型I型系统。为使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能，速度环设计成典型Ⅱ型系统。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法，用Simulink做了带电流补偿的电压负反馈直流调速系统进行仿真综合调试，分析系统的动态性能，并进行校正，得出正确的仿真波形图。
为了获得良好的静、动态性能，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在V-M调速系统中设计两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套联接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环，形成转速、电流双闭环调速系统。
电压、转速和电流调节器一般都采用PI调节器，文中设计了两个调节器输入输出电压均标出实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。还有调节器的输出都是带限幅作用的，限制电压决定了它们的输出最大值。
关键词： 电压内环  直流调速  双闭环   转速调节器   电流调节器  电流变化率内环

目录
摘要
第一章    概述………………………………………………………………………………………..1    
第二章    设计任务及要求…………………………………………………………………………..1
2.1 设计任务………………………………………………………………………………….1
2.2 设计内容………………………………………………………………………………….1
2.3 设计要求………………………………………………………………………………….1
第三章    理论设计………………………………………………………………………………… 2
3.1 方案论证…………………………………………………………………………………2
3.2 系统设计…………………………………………………………………………………2
3.2.1 电压调节器设计……………………………………………………………………… 2
  3.2.1.1 选择电压调节器结构………………………………………………………………2
  3.2.1.2 计算电压调节器参数……………………………………………………………….3
  3.2.2 电流调节器设计………………………………………………………………………3
  3.2.2.1 选择电流调节器结构………………………………………………………………3
  3.2.2.2 计算电流调节器参数………………………………………………………………3
  3.2.2.3 校验近似条件……………………………………………………………………… 4
3.2.3 转速调节器设计…………………………………………………………………………4
  3.2.3.1 选择转速调节器结构………………………………………………………………4
  3.2.3.2 计算转速调节器参数………………………………………………………………4
  3.2.3.3 校验近似条件………………………………………………………………………5
第四章    系统建模及仿真实验………………………………………………………………………5
4.1  MATLAB    仿真软件介绍………………………………………………………………5
4.2  仿真建模及实验…………………………………………………………………………8
4.2.1 双闭环仿真实验……………………………………………………………………… 8
4.2.2 三闭环仿真实验……………………………………………………………………… 11
4.2.3 仿真波形分析………………………………………………………………………… 13
第五章    实际系统设计及实验……………………………………………………………………… 14
5.1  系统组成及工作原理……………………………………………………………………15
5.2  设备及仪器………………………………………………………………………………15
5.3  实验过程…………………………………………………………………………………15
5.3.1实验内容……………………………………………………………………………… 15
5.3.2 实验步骤………………………………………………………………………………15
5.4  实验数据和波形、数据处理及特性曲线………………………………………………17
5.5  实验注意事项……………………………………………………………………………17
第六章    总结与体会……………………………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………………………………… 19

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• 《运动控制系统》课程设计报告 带电压内环的三环直流调速系统设计与实践
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