运动控制期中作业.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除运动控制期中作业 电流调节器的设计：（1） 确定时间常数：1） 给定PWM开关频率为5KHz，整流装置滞后时间常数Ts，Ts=1/f=1/5000=0.0002s2） 电流滤波时间常数Toi，取Toi=0.002s=2ms。3） 电流环小时间常数之和Ti。按小时间常数近似处理，取 Ti=Ts+Toi=0.0022s。（2） 选择电流调节器结构：根据设计要求i5%，并保证稳态电流无差，可按典型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器，其传递函数式：WACR(S)= 。检查对电源电压的抗扰性能：Tl/T=9.1，参看表32的典型型系统动态抗扰性能，都是可以接受的。（3） 计算电流调节器的参数 电流调节器超前时间常数：i=Tl=0.02s 电流环开环增益：要求i5%时，根据表3-1，应取KITi=0.5，因此 KI=s-1227.27 s-1 于是ACR的比例系数为 Ki= KI=227.27 s-1 i=0.02s R=0.5 =1.5 所以最大允许电流为：Idm=1.5Inom=204A,给定Uim*=10V, 则=0.05取晶闸管放大系数Ks=40将以上数据带入Ki公式内即可求出Ki1.136(4) 检验近似条件电流环截止频率: ci =KI=227.27 s-11) 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件: Wci = s-11666.7 s-1ci 满足近似条件2） 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：c i33=3 Tm = Ce=0.132 Cm = Ce =1.26Tm =0.18 3=3=50ci 满足近似条件3） 检验电流环小时间常数近似处理条件 ci = s-1527.046 s-1ci 满足近似条件（5）计算调节器电阻和电容： 电流调节器原理图如下图示，按所运用放大器取R0 =40K,各电阻和电容值计算如下： Ri =KiR0 =1.13640=45.44K 取45K Ci =0.44106 F=0.44F 取0.44F Coi =0.2106 F=0.2F 取0.2F 按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为=4.35 满足设计要求含给定滤波和反馈滤波的PI型电流调节器电路图：MATLAB仿真及仿真结果转速调节器的设计：（1） 确定时间常数：1） 电流环等效时间常数1/KI 。已知取KITi=0.5，则 1/KI=2Ti=20.0022s=0.0044s2） 转速滤波时间常数Ton。根据测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s。3） 转速环小时间常数Tn。按小时间常数近似处理，取 Tn=1/KI+Ton=0.0144s（2） 选择转速调节器结构 按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数： WASR(S)=（3）计算转速调节器参数 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 n=hTn=50.0144s0.072s转速开环增益为： KN=578.7s-2于是，可以求得ASR的比例系数为： Kn=0.05 =0.007 Ce=0.132 Cm=1.26 Tm=0.18所以，Kn=14.1（4）检验近似条件 转速环截止频率为： cn=KNn=578.70.072=41.7s-11） 电流环传递函数简化条件 =107.13s-1 cn 满足简化条件2） 转速环小时间常数近似处理条件 =50.25 s-1 cn 满足近似条件 （5）计算调节器电阻和电容 转速调节原理图如下图所示，取R0=40K，则 Rn=KnR0=14.140=565.7 K 取560K Cn=0.9F 取0.9F Con=1F 取1F （6） 校核转速超调量 =2（）（z） 当h=5时，=81.2%，z=0，Tn=0.0144s， Tm=0.18，Ce=0.132 =6.12%10%经过以上参数的计算，则此系统能满足设计要求。MATLAB仿真及仿真结果（二）系统原理图的设计： 1） 供电电源电路图:本次设计采用桥式可逆PWM变换电路供电，PWM逆变器的直流电源由交流电网经不控的二极管整流器产生，并采用大电容Co滤波，以获得恒定的直流电压Us。由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电动机制动时只好对滤波的电容充电，这时电容器两端电压升高称作泵升电压。为了限制泵升电压，用镇流电阻Rz消耗掉这些能量，在泵升电压达到允许值时接通Vtz。给定基准电源此电路用于产生15V电压作为转速给定电压以及基准电压，如下图所示：电路总的原理图心得体会：经过一个月的学习，我们完成了电流双闭环调速系统的课程设计，其中对双闭环系统有了更深刻的认识，对直流环和转速环的认识有了进一步的加深，在课堂上虽然理解了，但是在实际的应用中仍然会力不从心。本次课程设计时，感觉比较难做的还是系统总的原理图设计，和使用protel画原理图，在设计系统原理图的过程中，有很多不会做的，然后就查找书籍或者请教同学，去解决问题，当然其中也有很多地方走了不少的弯路，最后虽然做完了，但是感觉并不是那么好，但是看着自己的劳动成果，还是挺高兴的！本次设计过程中，我们用了protel和MATLAB进行画图和系统的仿真，对这两款的软件使用起来更加的得心应手了。本次设计，我的收获还是相当大的，