运控课程设计--逻辑无环流V-M可逆直流调速系统.doc

逻辑无环流v-m可逆直流调速系统nocirculationv-mreversiblelogicdesign ofdcspeedcontrolsystem 学 生 姓 名: 指 导 教 师: 摘 要本设计是电枢可逆，转速、电流双闭环直流调压调速系统。磁场回路采用桥式整流电路，电枢回路采用可控硅三相桥在式整流调压系统，采用接触器电流切换以实现可逆运行。系统应用工程方法设计的转速、电流两个调节器均采用pi结构，以实现稳态无静差，同时在转速调节器上引入转速微分负反馈，从而达到了抑制转速超调的目的。最后用matlab/simulink对系统进行了仿真分析与校正，为系统的参数进一步优化和现场调试奠定了基础。关键词：双闭环直流调速系统； matlab/simulink仿真；电枢可逆；abstractthe design is that armature is reversible , rotational speed and current the two pressure regulating speed adjustments of closed circuit of direct current system. the loop of magnetic field adopt bridge-type rectification circuit, armature loop adopt may control silicon three-phase bridge-type rectification pressure regulating system, switch with contactor current with realize reversible operation. this systematic application project design two current regulators and the rotational speed of method design adopt pi structure , with realize stable state have no static difference; at the same time lead into the differential negative feedback of rotational speed on the regulator of rotational speed, have so reached restrain the purpose of the super tune of rotational speed. use matlab/simulink finally emulate for system analyse and rectify , is systematic parameter further optimization and the debug on-the-spot have established foundation.keywords: the two systems of closed circuit of direct current of speed adjustment; armature reversible; the emulation of matlab/simulink目 录1 绪论52 理论分析53 仿真软件结构设计84 软件仿真105 总结116 意见与建议127 参考文献121 绪论逻辑无环流v-m可逆直流调速系统设计包括：1主电路的设计，2触发电路的设计，3转速、电流调节器及其限幅电路的设计，4转速、电流检测电路的设计，5逻辑无环流控制器（dlc）电路的设计，6保护电路的设计，7保护电路的设计。本人负责的是转速、电流调节器及其限幅电路的设计。2 理论分析根据题目要求，系统问题无误差，则应选择型系统，电流超调，转速超调。1电流调节器的设计（1） 确定时间常数1） 整流装置滞后时间常数 =0.0017s2） 电流滤波时间常数=0.001s3） 电流环小时间常数之和：= +=0.0027s根据设计要求%5%且稳态无静差，可按典型型系统设计电流调节器采用pi调节器，即电磁时间常数=0.06s，机电时间常数=0.097s电流调节器超前时间常数：=0.06s电流环开环增益为，要使%5%，取*=0.5，则=185.2acr比例系数=1.22校正近似条件：电流环截止频率：1） 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件：2） 检验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：=39.94以上都满足。运放选用lm392，按所用运放取，取50，限幅电路：二极管选硅管，电位器，2转速调节器的设计（1） 确定转速调节器的时间常数电流环等效时间常数：转速滤波时间常数：转速环小时间常数：按小时间常数近似处理，取电压反馈系数：用含给定滤波和反馈滤波的模拟式pi型转速调节器，其原理图如下图所示。图中为转速给定电压，为转速负反馈电压，调节器的输出是电流调节器的给定电压。按设计要求，选用pi调节器，其传递函数为：按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则asr的超前时间常数为：转速开环增益为：于是，asr的比例系数为：转速环截止频率为：电流环传递函数简化条件为：，满足近似条件。转速环小时间常数近似处理条件为：，满足近似条件运放取lm124，按所用运算放大器取，取1160k，取限幅电路：二极管取硅管，电位器，按退饱和超调量的计算方法计算调速系统空载启动到额定转速时的转速超调量： 从而满足要求。3 仿真软件结构设计proteus仿真的电路如下：（电流调节器acr）（转速调节器asr）4 软件仿真（转速、电流调节器的方框图）加入给定信号的仿真波形如下： 5 总结时光飞逝，一转眼，一个学期又进尾声了，本学期的运动控制系统课程设计也在一周内完成了。俗话说“好的开始是成功的一半”。说这次课程设计，我认为最重要的就是做好软件调试，认真的研究老师给的题目。其次，老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起设计来就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去做，到头来一点收获也没有。最后，要重视设计的模块化，从部分到整体，由点及面的设计思路，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。在这次课程设计过程中，遇到了不少麻烦，由于一个小组有9名同学参与该组的课程设计，因此每位同学的设计思路或多或少的影响到其他人，万幸的是大家及时沟通和理解，最终顺利的完成了设计的工作，在设计过程中我深深的被自己不能熟练使用protel 软件设计电路，浪费了很多时间而悔恨不已，我们自动化专业的学生，学会这些仿真软件是非常有必要的，所以以后更要加强这方面的训练。经过这次课程设计，我不仅加深了对运动控制理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。6 意见与建议虽然软件仿真的结果比较令人满意，但通过我们在交直流调速实验课上的实验结果表明，pi调节器的作用并不能令人满意，也就是说受电路硬件的制约，我们设计的asr、acr达不到完全无静差，这些问题还有待我们进一步去研究，鉴于课程设计只能在计算机进行软件仿真，我们希望学校以后能开发电机实验室，以便大家来在硬件角度上分析和设计电路。7 参考文献1. 罗飞.电力拖动与运动控制系统m. 北京：化学工业出版社，2007.2. 阮毅，陈伯时.电力拖动自动控制系统运动控制系统m. 北京：机械工业出版社，2011.3. 王兆安.电力电子技