带电流截止负反馈的转速闭环可逆直流调速系统的
仿真与设计
一、设计目的
1、应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。
2、应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。
3、在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。
二、设计任务
带电流截止负反馈的转速闭环可逆直流调速系统的仿真与设计
三、设计参数
直流电动机控制系统设计参数如下：
输出功率为:7.5Kw 电枢额定电压220V
电枢额定电流 36A 额定励磁电流2A
额定励磁电压110V 功率因数0.85
电枢电阻0.2欧姆电枢回路电感100mH
电机机电时间常数2S 电枢允许过载系数1.5
额定转速 1430rpm
测速发电机：
永磁式，ZYS231/110型
额定数据为23.1W,110V,0.18A,1800r/min
四、环境条件
电网额定电:380/220V;
电网电压波动:10%;
环境温度:-40~+40摄氏度;
环境湿度:10~90%.
五、控制系统性能指标
电流超调量小于等于5%;
空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于30%;
调速范围D＝20;
静差率小于等于0.03.
六、问题的提出
众所周知，直流电动机全电压起动时，如果没有采取专门的限流措施，会产生很大的冲击电流，这不仅对电动机换向不利，对于过载能力低的晶闸管等电力电子器件来说，更是不允许的。采用转速负反馈的单闭环调速系统（不管是比例控制的有静差调速系统，还是比例积分控制的无静差调速系统），当突然加给定电压U*n时，由于系统存在的惯性，电动机不会立即转起来，转速反馈电压Un仍为零。因此加在调节器输入端的偏差电压，ΔUn=U*n，差不多是稳态工作值的（1+K）倍。这时由于放大器和触发驱动装置的惯性都很小，使功率变换装置的输出电压迅速达到最大值Udmax，对电动机来说相当于全电压起动，通常是不允许的。对于要求快速启制动的生产机械，给定信号多半采用突加方式。另外，有些生产机械的电动机可能会遇到堵转的情况，例如挖土机、轧钢机等，闭环系统特性很硬，若无限流措
施，电流会大大超过允许值。如果依靠过电流继电器或快速熔断器进行限流保护，一过载就跳闸或烧断迷熔断器，将无法保证系统的正常工作。
为了解决反馈控制单闭环调速系统起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须设有自动限制电枢电流的环节。根据反馈控制的基本概念，要维持某个物理量基本不变，只要引入该物理的负反馈就可以了。所以，引入电流负反馈能够保持电流不变，使它不超过允许值。但是，电流负反馈的引入会使系统的静特性变得很软，不能满足一般调速系统的要求，电流负反馈的限流作用只应在起动和堵转时存在，在正常运行时必须去掉，使电流能自由地随着负载增减。这种当电流大到一定程度时才起作用的电流负反馈叫做电流截止负反馈。
七、电流负反馈截止环节
为了实现截止负反馈，必须在系统中引入电流负反馈截止环节。电流负反馈截止环节的具体线路有不同形式，但是无论哪种形式，其基本思想都是将电流反馈信号转换成电压信号，然后去和一个比较电压Ucom进行比较。电流负反馈信号的获得可以采用在交流侧的交流电流检测装置，也可以采用直流侧的直流电流检测装置，我们将在电流检测装置一节中作详细介绍。最简单的是在电动机电枢回路串入一个小阻值的电阻Rs，IdRs是正比于电流的电压信号，用它去和比较电压Ucom进行比较。当IdRs>Ucom，电流负反馈信号Ui起作用，当IdRs≤Ucom，电流负反馈信号被截止。比较电压Ucom可以利用独立的电源，在反馈电压IdRs 和比较电压Ucom之间串接一个二极管组成电流负反馈截止环节，如图 (a)所示；也可以利用稳压管的击穿电压Ubr作为比较电压，组成电流负反馈截止环节，如图 (b)所示。后者线路更为简单。
图1 电流负反馈截止环节
（a）利用独立电源作比较电压（b）利用稳压管获得比较电压
八、带电流截止负反馈的单闭环转速负反馈调速系统
下图给出了带电流截止负反馈的转速负反馈调速系统的原理框图。图中控制器采用PI 调节器，电流反馈信号来自交流电流检测装置，与主电路电流Id成正比，反馈系数为β，临界截止电流为Idcr，稳压管的击穿电压为Ubr，于是
有
图2 带电流截止负反馈的单闭环调速系统
静特性如图所示：
图3 带电流截止负反馈的转速负反馈闭环调速系统的静特性显然，在Id≤Idcr时，系统的转速是无静差的，静特性是平直的（图中的no-A）段；当Id>Idcr时A，A-B段的静特性则很陡，静态速降很大。这种两段式的特性常被称为下垂特性或挖土机特性，因为挖土机在运行中如果遇到坚硬的石块而过载时，电动机停下，这时的电流称为堵转电流Idbl。电机堵转时，n=o，得
Idbl应
小于电动机的允许最大电流（1.5～2.5）Inom，另一方面，从正常运行特性n0-A这一段看，希望有足够的运行范围，截止电流Idcr应大于电动机的额定电流，例如取
。这些就是设计电流截止负反馈环节参数的依据。
九、PWM脉宽调制
9.1 PWM基本介绍
自从全控型整流电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器—直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM
调速系统。PWM系统在很多方面有较大的优越性：
主电路线路简单，需用的功率器件少；
开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；
低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000左右；
若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强；
功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网效率因数比相控整流器高。
由于上述优点，在中、小容量的高动态性能系统中，直流PWM调速系统的应用日益广泛。
9.2 脉宽调制变换器
在干线铁道电力机车、工矿电力机车、城市电车和地铁电机车等电力牵引设备上，常采用直流串励或复励电动机，由恒压直流电网供电。过去用切换电枢回路电阻来控制电机的起动、制动和调速，在电阻中耗电很大。为了节能，并实行无触电控制，现在多改用电力电子开关器件，如快速晶闸管，GTO，IGBT等。采用简单的单管控制时，称作直流斩波器，后来逐渐发展成采用各种脉冲宽度调制开关的电路，统称为脉宽调制变换器。
直流斩波器-电动机系统的原理如图4a所示，其中VT用开关符号表示任何一种电力电子器件，VD表示续流二极管。当VT导通时，直流电源电压Us加到电动机上；当VT关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢经VD续流，两端电压接近于零。如此反复，得到电枢端电压波形u=f(t),如图4b所示，好象是电源电压Us在ton时间内被接上，又在（T-ton）内被斩断，故称为“斩波”。这样，电动机得到的平均电压为：
Ud=(ton/T)*Us=ρ*Us
式中 T---功率开关器件的开关周期
ton---开通时间
ρ---占空比，ρ= ton/T= ton*f，其中f为开关频率。
图4脉宽调制变换器-电动机系统的原理图和电压波形图
a）原理图 b)电压波形图
如图5 a)所示，给出了一种可逆脉宽调速系统的基本原理图，由VT1—VT2共4个电力电子开关器件构成桥式（或称H形）可逆脉冲宽度调制（PULSE WIDTH MODULATION，简称PWM）变换器。VT1和VT4同时导通和关断，VT2和VT3同时通断，使电动机M的电枢两端承受电压+ Us或- Us。改变两组开关器件导通的时间，也就改变了电压脉冲的宽度，得到电动机两端电压波形如图3—2 b)所示
图5 桥失可逆脉宽调速系统基本原理图和电压波形
a)基本原理图 b)电压波形
如果用ton表示VT1和VT4导通的时间，开关周期T和占空比ρ的定义和上面相同，则电动机电枢端电压平均值为：
Ud=(ton/T)*Us- [（T-ton）/ T]* Us=（2*ton/ T-1）* Us=（2ρ-1）*Us
脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。9.3 桥式可逆PWM变换器
可逆PWM变换器主电路有多种形式，最常用的是桥式（亦称H型）电路，如图6所示。
图6桥式可逆PWM变换器
双极式控制可逆PWM变换器的4个驱动电压波形如图7所示。
图7 双极式控制可逆PWM 变换器的驱动电压、输出电压和电流波形
它们之间的关系是：Ug1=Ug4=-Ug2=-Ug3。在一个开关周期内，当0≤t 电枢电流id 沿回路1流通；当ton ≤t Uab=-Us 。因此，Uab 在一个周期内具有正负相间的脉冲波形，这是双极式名称的由来。 图7也绘出了双极式控制时的输出电压和电流波形。1d I 相当于一般负载的情况，脉动 电流的方向始终为正；2d I 相当于轻载情况，电流可在正负方向之间脉动，但平均值仍为正，等于负载电流。电动机的正反转则体现在驱动电压正、负脉冲的宽度上。当正脉冲较宽时，ton>T/2,则Uab 的平均值为正，电动机正转，反之，则反转；如果正、负脉冲相等，t=T/2,平均输出电压为零，则电动机停止。图7所示的波形是电动机正转时的情况。 双极式控制可逆PWM 变换器的输出平均电压为： s on s on s on d U )1T t 2(U T t T U T t U -=--= 若占空比ρ和电压系数γ的定义与不可逆变换器相同，则在双极式是可逆变换器中：γ =2ρ-1就和不可逆变换器中的关系不一样了。调速时，ρ的可调范围为0~1，相应的，γ=（-1）~（+1）。当ρ>1/2时，γ为正，电动机正转；当ρ<1/2时，γ为负，电动机反转；当ρ=1/2时，γ=0，电动机停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相 等的交变脉冲电压，因而，电流也是交变的。这个交变电流的平均值为零，不产生平均转矩，徒然增大电动机的损耗，这是双极式控制的缺点。但它也有好处，在电动机停止时仍有高频微振电流，从而消除了正、反向时的静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。 双极式控制的桥式可逆PWM 变换器有下列优点： 1) 电流一定连续； 2) 可使电动机在四象限运行； 3) 电动机停止时有微振电流，能消除静摩擦死区； 4) 低速平稳性好，系统的调速范围可达1：20000左右； 5) 低速时，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。 双极式控制方式的不足之处是：在工作过程中，4个开关器件可能都处于开关状态，开 关损耗大，而且在切换时可能发生上、下桥臂直通的事故，为了防止直通，在上、下桥臂的驱动脉冲之间，应设置逻辑延时。为了克服上述缺点，可采用单极式控制，使部分器件处于常通或常断状态，以减少开关次数和开关损耗，提高可靠性，但系统的静、动态性能会略有 降低。 十、反馈控制闭环直流调速系统的设计过程与参数计算 10.1、根据以上数据和稳态要求计算参数如下： （1）为了满足D=20，s≤3%，额定负载时调速系统的稳态速降为 min /21.2min /) 03.01(2003.01430)1(r r s D s n n nom cl =-??≤-=? （2）根据cl n ?，求出系统的开环放大系数 9.20121 .2149.02.0361=-??≥-?=cl e nom n C R I K 式中 r V r V n R I U C nom a nom nom e min/149.0min /1430)2.036220(?=?-=-= （3）计算测速反馈环节的放大系数和参数 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好，测速反馈系数α包含测速发电机的电动势转速比etg C 和电位器的分压系数2α，即 α=2αetg C 根据测速发电机数据， r V r V etg min/0611.0min /1800110C ?== 试取2.02=α，如测速发电机与主电动机直接联接，则在电动机最高转速成1460r/min 下，反馈电压为 V r V r U n 47.172.0min 0611.0min 1430=???= 相应的最大给定电压约需用18V 。若直流稳压电源为±20V，可以满足需要，因此所取的值是合适的。于是，测速反馈系数为 r V r V C etg min/.01222.0min 0611.02.02=??==αα 电位器的选择方法如下：考虑测速发电机输出最高电压时，其电流约为额定值的确20%，这样，测速机电枢压降对检测信号的线性度影响较小，于是 Ω=Ω??=≈242718 .02.014300611.0%202nomtg nom etg RP I n C R 此时2RP 所消耗的功率为 W I n C nomtg nom etg 51.318.0%2014300611.0%20=???=? 为了使电位器温度不是很高，实选瓦数应为消耗功率的一倍以上，故选2RP 为10W ，3kΩ 的可调电位器。 （4）计算运算放大器的放大系数和参数 4.640 01222.0149.09.20=??≥= s e p K KC K α 实取7=p K 按运算放大器参数，取Ω=K R 400 则 Ω =Ω?==K K R K R p 28040701 （5）反馈电压 V V n U nom n 5.1701222.01430=?=?=α 10.2、各部件相关参数选择 10.2.1 电源：采用正反电源供电，即一端输出15V ，另一端输出-15V ，中间处为零伏、接地。 10.2.2 电位器RP1：选择-15V~+15V 输出，中间接地，即V U n 15*max =。 10.2.3 限幅装置：为保证输出地线性关系，采用齐纳二极管反向击穿限幅，同时为保证能反向限幅，用两个齐纳二极管串联。限幅值为V 12±，即V U c 12max ±=。 限幅电路图如下图8： 图5 10.2.4 UPE 环节的原理图设计,该环节的时间常数和放大系数的计算： UPE 环节的动态结构图如下图9： 图9 整流电路：采用三相半波整流，为实现逆变，用两套三相半波，反向连接。采用2/πβα==配合控制的有环流可逆系统，此时需要串接电抗器，限制环流值在额定直流输出电流的3%~10%。当导通角α≤ 30°时，电流连续 则αcos 17.12d U U =,由于 N U U ≤d 即小于电动机额定电压N U U ≤αcos 17.12则α cos 17.12N U U ≤及V U U N 88.34117.1max 2==，取v U 2202=，则v U U 4.25717.12dmax ==。则电力电子放大器的电压放大系数45.2112/4.257==s K N I I %10dmin =，电抗器L=89.2mH 三相半波失控时间ms 33.3T s = 电枢回路电磁时间常数T l =0.446s 在三相半波整流电路中，如果负载电动机按电感性负载处理，晶闸管承受的最大正向和反向电压均为变压器二次侧线电压的峰值，即v U U U RM 53945.23222==?=；如果按电阻性负载处理，则其最高正压是二次侧相电压的峰值，即：v U U FM 31122==。晶闸管的额定电压选用时，额定电压为正常峰值电压的2~3倍，作为允许的操作过电压欲量。晶闸管的额定电压取: (23)N Fm U U =-，因此可取U n =900V 。选择晶闸管参数如下：电压U=1500v ，电流I=25A 。 10.3、电流截止负反馈 电流截止负反馈环节如图10所示： 图10 当com U ≤dRs I 时二极管截止，com U >dRs I 时二极管导通；电流负反馈信号i U 即可加到放大器上去，因此， 截止电流s com U =dcr I ， 堵转电流()s n com U U *dbl I += 联立上式 N s com I U )2.11.1(I dcr -≥= N S n com I R U U ) 25.1()(I *dbl -=+= I dbl =U n ?+U com R s =2I N =2×36A=72A 又截止电流 I dcr =U com R s =1.2I N =1.2×36=43.2A 由上面两个公式联立可得： 比较电压com U =22.5V + - 串入电枢回路中的小阻值电阻s R =0.52Ω 十一、Matlab 仿真 根据系统稳态结构图(如图11),选择仿真模块：使用constant 模块作为转速给定电压，ramp 模块作为负载扰动，并用staturation 模块限幅，选择Gain 模块作为传递函数模块，sum 模块作为信号综合点，最后加上示波器。由此建立有静差调速系统的数学模型，并用MATLAB 软件对系统进行仿真（注意：在接线时，如果出现错误，提示颜色为红色）。 图11有静差调速系统 11.1、主要元件的参数设置 1.转速给定电压 由于触发装置GT 的控制电压是由给定电压* n U 和反馈电压n U 的差经过放大器后产生的， 所以二者的差不会很大，于是取V U n 18=*，即常量值（constant value ）设为18。采用斜坡函数，并加上staturation 模块作为限幅。 在电路图的Simulink 菜单选项中，选择Simulintion Parameter 中。 对仿真参数进行如下设置：Start time:0.1; stop time:2.0 11.2、仿真结果及分析 1.Kp 的值不同时其输出特性如图12所示，a)为17=p K ，b ）为40=p K 。 (1）17=p K (2）40=p K 图12 有静差调速系统的稳态特性 上图——转速 下图——负载电流 (1)图中17=p K 转速为1446.1914r/min ，随着负载电流的增加，转速有所下降，在0.5s 时，电流达到额定值36A ，这时的转速降为1442.7866r/min ，系统的转速降为Δ n =1446.1914r/min-1442.7866r/min=3.4048r/min 。 (2)图中为40K =p 时系统的特性，从转速曲线可以看到，随着放大倍数的增加，系统的转速降减小，静特性的硬度增加，抗负载能力提高。 2.不同给定值下系统的输出稳态特性，如图13。 (1）为V U n 18=*，转速降为?n=1461.487r/min-1460.025r/min=1.462r/min 。 (2)为V U n 8.17=*,转速降为?n=1445.244-1443.7823r/min=1.4617r/min 。 通过对比可以得出，单闭环调速系统具有很好的跟随特性。 (1） V U n 18*= (2）V U n 8.17*= 图13 有静差调速系统不同给定作用时的稳态输出特性 11.3、动态稳定的判断，校正和仿真 为保证系统稳定，开环放大系数应有 s l s s l m T T T T T T K 2)(++< 代入具体数值并计算后得K<605,满足K>20.9，稳态精度和动态稳定性在这里不矛盾。有静差调速系统的仿真模型 有静差调速系统的动态结构如图25所示，将前述静态比例环节Ks 换为1 +s T K s s 。 图14 采用比例调节器的闭环有静差调速系统结构图 仿真模型如图14，其中微分环节的设置如图所示。 根据系统稳态结构图(如图11),选择仿真模块：使用constant 模块作为转速给定电压，ramp 模块作为负载扰动，并用staturation 模块限幅，选择Gain 模块作为传递函数模块，sum 模块作为信号综合点，Derivative 模块作为微分器，最后加上示波器。由此建立有静差调速系统的数学模型，并用MATLAB 软件对系统进行仿真。用Ramp 模块加上staturation 模块限幅作为负载扰动。 图15 给定为阶跃函数时的有静差调速系统的动态系统 11.4、图16为给定电压V U n 18*=时的输出特性。 图17为给定电压V U n 20*=时的输出特性。 图16有静差调速系统当给定作为 图17有静差调速系统当给定作为 V U n 18*=时的动态输出特性 V U n 20*=时的动态输出特性 11.5、从图16和图17中也可以看出有静差调速系统的转速对于给定电压具有很好跟随性，给定电压越大，最终转速越高。且动态模型中，转速会慢慢趋于稳定。 十二、心得体会 本课程的课程设计是在学习完《电力拖动自动控制系统》课程后，进行的一次全面的综合训练，其目的在于加深对电力拖动自动控制系统理论知识的理解和对这些理论的实际应用能力，提高对实际问题的分析和解决能力，以达到理论学习的目的,培养应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力。熟悉电力拖动自动控制系统基本知识及Matlab 仿真软件。 我通过这次的锻炼学到了很多的东西, 不仅锻炼了自己的思考能力、计算能力、绘图能力，还锻炼了综合运用知识的能力，不仅了解电动机如何调速，而且也会运用计算，直到如何选用适当的电动机。 通过这次课程设计我领悟到了无论学习什么，一定要戒浮躁；特别对于我们工科学生来 说，浮躁绝对是我们的死敌。在课程设计时涉及到建模，一定要静下心来慢慢研究，否则无法成功。同时我们的目光也不能很窄，建模只是一部分，起码我们需要放眼的是整个应用系统的实现；包括硬件和软件。这些道理不光是学这个，学其他东西道理也是相通的。所以我们的眼光一定要放开。所谓“气度影响格局”，做事跟做人一样；你所做的事格局怎么样，直接体现了你个人的气度和胸襟如何。因此我们通过课程设计不仅锻炼的我们的动手能力还学到了书本上没有学到的知识。做事和做人，先做事后做人，通过做事学会做人。 虽然通过阅读大量的书籍，问了好多老师，查了好多资料，加上团队的通力合作精神最终完成了这次课程设计，但是我也是在这次课程设计中看到了自己的不足，我还有许多未知的知识要学，学海无涯，知道了今后需要更加努力，使自我能够不断更加完善。通过这次的课程设计的锻炼，我学到了很多的东西，可以说是收益非浅。知识就是力量，我会不断充实自我，用知识武装自我，做个有用的人！ 十三、参考文献 [1] 陈伯时主编电力拖动自动控制系统机械工业出版社 2003.7 [2] 黄忠霖主编控制系统MATLAB计算及仿真国防工业出版社 2006.7 [3] 李华德主编交流调速控制系统电子工业出版社 2004.7 [4] 王兆安黄俊主编电力电子技术机械工业出版社 2005.3 [5] 王艳秋主编现代交流调速系统东北大学出版社 2000.5 [6] 薛定宇陈阳泉基于 MATLAB/SIMULINK 的系统仿真技术与应用[M]清华大学出版社2002 说明：matlab仿真系统图全部都是在MATLAB7.0平台上创建并调试运行的，另附电路原理图一张。 柯木 1 设计目的 (2) 2 设计容与条件 (2) 2.1 设计容 (2) 2.2 设计条件 (2) 3 滞后校正特性及设计一般步骤 (2) 3.1 滞后特性校正 (2) 3.2滞后校正设计一般步骤 (3) 4 校正系统分析 (3) 4.1校正参数确定 (3) 4.2校正前后系统特征根及图像 (6) 4.3 函数动态性能指标及其图像 (10) 4.4系统校正前后根轨迹及其图像 (11) 4.5 Nyquist图 (12) 4.6 Bode图 (15) 5 设计心得体会 (17) 6 设计主要参考文献 (18) 串联滞后校正装置设计 1、设计目的： 1) 了解控制系统设计的一般方法、步骤。 2) 掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。 3) 掌握利用MATLAB 对控制理论容进行分析和研究的技能。 4) 提高分析问题解决问题的能力。 2、设计容与条件： 2.1设计容： 1) 阅读有关资料。 2) 对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。 3) 绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。 4) 设计校正系统，满足工作要求。 2.2设计条件： 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.0625S 1)(0.2S 1) = ++， 试用频率法设计 串联滞后校正装置，使系统的相位裕度050γ=，静态速度误差系数1 v K 40s -=，增 益欲度>17dB 。 3、滞后校正特性及设计一般步骤： 3.1滞后特性校正： 滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统，)(s G c 的表达式如下所示。 1,11)(<++= a Ts aTs s G c 其中，参数a 、T 可调。滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用，增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能。 滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相位裕度。或者，是利用滞后网络的低通滤波特性， 《运动控制系统》课程设计报告 时间 2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博 __ 学号 41151093 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______ 摘 要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation 过程控制工程 课程设计任务书 设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10 姓名：毛磊 班级：自动化0201 学号：05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月 1.课程设计内容： 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设 计题目，每1-3人/组； 2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图； 3)绘制控制系统原有的控制回路； 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软 件，对控制系统进行组态； 5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 6)调节控制参数，使性能指标达到要求； 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训， 总结收获。 2. 进度安排（时间3周） 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的 控制回路； 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利 用组态软件，对控制系统进行组态； 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 调节控制参数，使性能指标达到要求； 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩 M法、T法测速单片机程序设计 摘要 本设计为M法、T法测速的单片机程序设计。使用STC89C52单片机作为控制器，使用该单片机的外部中断和定时器对编码器的输出的脉冲进行采样来计算出电机的转速。可以使用按键输入来调整M法、T法测速法中Z、Tc和Tt等参数以及测速方法的选择，以此来增强本设计的适应性。参数选择结果和电机转速计算结果均显示在LCD1602上。 关键字：STC89C52，M法、T法测速，LCD1602，电机转速 Ⅰ Abstract This design as m, t-law velocity measurement of single-chip computer programming. Using STC89C52 single-chip computer as the controller, using the microcontroller's external interrupts and timers for encoder output pulse is sampled to calculate the speed of the motor. Can be adjusted using touchtone m, t law Velocimetry parameters such as z, Tt and Tc, as well as in speed measurement method of choice, as a way to enhance the adaptability of this design. Parameter selection and calculation of motor speed results are available on LCD1602. Keywords：STC89C52,M、T method, the LCD1602, Motor speed Ⅱ 动控制课程设计报告 班级：自动化08-1班 学号：08051116 姓名：刘加伟 2018.7.17 任务一、双容水箱的建模、仿真模拟、控制系统设计 一、控制系统设计任务 1、通过测量实际装置的尺寸，采集DCS系统的数据建立二阶水箱液位对象 模型。<先建立机理模型，并在某工作点进行线性化，求传递函数） 2、根据建立二阶水箱液位对象模型，在计算机自动控制实验箱上利用电 阻、电容、放大器的元件模拟二阶水箱液位对象。 3、通过NI USB-6008数据采集卡采集模拟对象的数据，测试被控对象的开 环特性，验证模拟对象的正确性。 4、采用纯比例控制，分析闭环控制系统随比例系数变化控制性能指标<超调 量，上升时间，调节时间，稳态误差等）的变化。 5、采用PI控制器，利用根轨迹法判断系统的稳定性，使用Matlab中 SISOTOOLS设计控制系统性能指标，并将控制器应用于实际模拟仿真系统，观测实际系统能否达到设计的性能指标。 6、采用PID控制，分析不同参数下，控制系统的调节效果。 7、通过串联超前滞后环节校正系统，使用Matlab中SISOTOOLS设计控制系统性能指 标，并将校正环节应用于实际模拟仿真系统，观测实际系统能否达到设计的性能指标。 (一)建立模型 (二)实验模型及改变阶跃后曲线： 1．取阶跃曲线按照以下模型建立系统辨识模型： 一般取为0.4和0.8 计算上行阶跃各参数： T1=171.26 T2=50.50 K=160.47 t1=141 t2=338 建立传递函数为： G(s>= 计算下行阶跃各参数： T1=84.20 T2=48.67 K=148.08 t1=89 t2=198 建立传递函数为： G(s>= 2．建立机理模型 过程控制工程课程设计(doc 15页) 过程控制工程 课程设计任务书 设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10 姓名：毛磊 班级：自动化0201 学号：05号 南京工业大学自动化学院 2006年3月 1.课程设计内容： 学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设 计题目，每1-3人/组； 2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图； 3)绘制控制系统原有的控制回路； 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软 件，对控制系统进行组态； 5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 6)调节控制参数，使性能指标达到要求； 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计 思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出 说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训， 总结收获。 2. 进度安排（时间3周） 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的 控制回路； 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利 用组态软件，对控制系统进行组态； 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 调节控制参数，使性能指标达到要求； 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩 《运动控制系统》课程设计报告 时间2014.10 _ 学院自动化 _ 专业班级自1103 _ 姓名曹俊博__ 学号 指导教师潘月斗 ___ 成绩 _______ 摘要 本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。 关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真 Abstract This course is designed from DC motor, establish the principles of V-M double closed loop DC speed control system design, the double closed loop dc speed control system and the structure, including ACR ASR the main loop thyristor three-phase bridge type all control the power supply and trigger the rectifier circuit KJ004 trigger circuit, the system without the static poor; Accord with current overshoots sigma I 5% or less; No-load start to the rated speed overshoot sigma n 10% or less. And detailed analysis of the system principle and the static and dynamic performance, and the system of simulink to various parameters set simulation. Key Words：double closed loop；DC speed control system；without the static poor；simulation 《计算机控制技术》课程设计单闭环直流电机调速系统 1 设计目的 计算机控制技术课程是集微机原理、计算机技术、控制理论、电子电路、自动控制系统、工业控制过程等课程基础知识一体的应用性课程，具有很强的实践性，通过这次课程设计进一步加深对计算机控制技术课程的理解，掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路，以及对相关课程理论知识的理解和融会贯通，提高运用已有的专业理论知识分析实际应用问题的能力和解决实际问题的技能，培养独立自主、综合分析与创新性应用的能力。 2 设计任务 2.1 设计题目 单闭环直流电机调速系统 实现一个单闭环直流电机调压调速控制，用键盘实现对直流电机的起/停、正/反转控制，速度调节要求既可用键盘数字量设定也可用电位器连续调节，需要有速度显示电路。扩展要求能够利用串口通信方式在PC上设置和显示速度曲线并且进行数据保存和查看。 2.2 设计要求 2.2.1 基本设计要求 （1）根据系统控制要求设计控制整体方案；包括微处理芯片选用，系统构成框图，确定参数测围等； （2）选用参数检测元件及变送器；系统硬件电路设计，包括输入接口电路、逻辑电路、操作键盘、输出电路、显示电路； （3）建立数学模型，确定控制算法； （4）设计功率驱动电路； （5）制作电路板，搭建系统，调试。 2.2.2 扩展设计要求 （1）在已能正常运行的微计算机控制系统的基础上，通过串口与PC连接； （2）编写人机界面控制和显示程序；编写微机通信程序；实现人机实时交互。 3方案比较 方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案二：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低效率，而且实现很困难。 方案三：采用由电力电子器件组成的H 型PWM 电路。用单片机控制电力电子器件使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电动机转速。这种电路由于工作在电力电子器件的饱和截止模式下，效率非常高；H 型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很快，稳定性也极佳，是一种广泛采用的PWM 调速技术。 兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调整围广、过载能力大，因此本设计采用方案三。 4单闭环直流电机调速系统设计 4.1单闭环调速原理 4.1.1 闭环系统框图 4.1.2 调速原理 直流电机转速有： 常数Ke Ka 不变，Ra 比较小。 所以调节Ua 就能调节n 。 n n I K R K U K R I U n d d a e e d ?-=Φ -Φ=-=0φa a a U I U ≈- 三峡大学 《大气污染控制工程》课程设计 设计说明书 姓名_______________________________ 设计课题袋式除尘器的选型设计 所在专业________ 环境工程___________ 班级___________ 20111081 ___________ 学号_______________________________ 指导教师_________ 苏青青____________ 2013年x月x日 目录 、项目概况 、设计资料和依据 2.1 设计依据： 2.2 设计内容； 2.3 设计要求： 2.4 设计参数： 2.5 烟气性质： 2.6 烟尘性质： 2.7 当地的气象条件： 2.8 净化工艺流程的确定： 2.9 技术水平的确定： 三、系统设计部分 3.1净化装置的选型设计和计算（除尘器的设计） 3.1.1 袋式除尘器的选型 3.1.2 袋式除尘器型号的确定 3.1.3 滤料的选择 3.1.4 过滤面积的确定 3.1.5 滤袋数量的计算 3.1.6 进风通道的设计 3.1.7 出风通道的设计 3.1.8 袋式除尘器清灰的设计 3.1.9 排灰系统的设计 3.1.10 灰斗的设计计算 3.1.11 除尘器的保温和防腐 3.1.12 仪器仪表 3.1.13 安装、调试、运行、维护和检修 3.2 烟囱的设计 3.2.1 设计的一般规定 3.2.2 构造规定 3.2.3 烟道的设计 3.3 净化系统配套辅助设施设计 3.3.1管道材料 3.3.2管道阀门 3.3.3机械排灰与除灰 一. 项目概况随着经济的飞速发展，在人们物质生活日益丰富的今天，污染越来越成为一 个我们无法忽视也无法回避的问题。在我国绝大多数城市中, 粉尘是第一位的污染物, 而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这一现状，我国最先应用的是静电除尘器，但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比，仍存在着较大的差 距。近十年来，袋式除尘器技术的发展很快，尤其是大型脉冲除尘器，新的滤料和新的脉冲阀的问世，使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证，更广泛的被用与发电行业。袋式除尘器也称为过滤式除尘器，凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件，用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备，均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。 二. 设计资料和依据 2.1 设计依据《火电厂大气污染排放标准》 (GB13223-2003); 《锅炉大气污染排放标 准》 ( GB13271-2001)；《火电厂烟气排放连续监测技术规范》 (HJ/T75-2001) ; 《袋式除尘器性能测试方法》 (GB12138-89) 《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》 (JB/T 5917-2006) 《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》 (GB12625-2007) 《脉冲喷出类袋式除尘器技术条件》(JB/T 8532-1997) 《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》(JB/T 8471-1996) 2.2设计内容 ⑴根据所给的课题收集相应的设计资料； ⑵进行设计参数计算及合理性分析； 机器人测控技术 大作业课程设计 课程设计名称：基于STM32的机械臂运动控制分析设计专业班级：自动1302 学生姓名：张鹏涛 学号：201323020219 指导教师：曹毅 课程设计时间：2016-4-28～2016-5-16 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日 目录 摘要................................................................................................................. V 第一章运动模型建立...................................................................................... V I 1.1引言 ................................................................................................ V I 1.2机器人运动学模型的建立.................................................................. V I 1.2.1运动学正解 ......................................................................... VIII 第二章机械臂控制系统的总体方案设计 .......................................................... X 2.1机械臂的机械结构设计 ...................................................................... X 2.1.1臂部结构设计原则 ................................................................. X 2.1.2机械臂自由度的确定............................................................. XI 2.2机械臂关节控制的总体方案 .............................................................. XI 2.2.1机械臂控制器类型的确定...................................................... XI 2.2.2机械臂控制系统结构............................................................ XII 2.2.3关节控制系统的控制策略.................................................... XIII 第三章机械臂控制系统硬件设计.................................................................. XIII 3.1机械臂控制系统概述....................................................................... XIII 3.2微处理器选型................................................................................. XIV 3.3主控制模块设计.............................................................................. XV 3.3.1电源电路............................................................................. XV 3.3.2复位电路............................................................................ XVI 3.3.3时钟电路............................................................................ XVI 3.3.4 JTAG调试电路.................................................................. X VII 3.4驱动模块设计................................................................................. X VII 1设计目的 在学习了“车站信号自动控制”课程的基础上，加深对6502电气集中电路的理解；掌握信号平面布置图的设计，熟悉各个轨道区段的划分、各类信号机的布置和命名；轨道电路极性交叉的配置和轨道送受电端扼流变压器的设置。通过本次课程设计，提高工程设计技能，为后续课程的学习和毕业设计打下基础。 2设计要求及内容 2.1设计内容 此次课程设计内容包括车站信号平面图及双线轨道电路图的绘制。车站信号平面布置图是车站信号工程设计和施工的重要依据，是车站联锁系统的根本基础，双线轨道电路的极性交叉是列车安全运行的保障。掌握该设计的原则对我们今后所从事的工作意义重大。 (1) 使用CAD绘图软件绘制出5#站信号平面布置图； (2) 使用CAD绘图软件绘制出5#站信号平面布置对应的双线轨道电路图。 2.2设计要求 要求在老师的指导下独立完成设计任务，设计中一方面要利用已有的资料，合理参考，尽快完成课程设计，另一方面，不能盲目地﹑机械地抄袭，要具体问题具体分析﹑有针对性的进行设计，课程设计结束时，绘制出图纸，按要求写出课程设计报告。报告应能够充分说明所涉及的内容，语言流畅，逻辑性强，书写规范。 3图纸说明 本次课程设计的主要任务包括熟悉与车站信号相关的各种工程实践环节及运用所学的车站信号自动控制知识进行基本的工程设计，其中包括两张CAD工程图纸的绘制及编写，即： (1)5#站信号平面布置图(如附图1所示)； (2)5#站下行咽喉双线轨道电路图(如附图2所示)； 3.15#站信号平面布置图 3.1.1信号平面布置图的布置原则 附图1为5#站信号平面布置图，可反映出道岔直向位置﹑轨道电路区段的划分及列车的运行情况等。信号平面布置图的布置包括以下几个方面： 大气污染控制工程课程设 计报告 Prepared on 24 November 2020 课 程 设 计 班级 学号 姓名 2015年6月25日 目录 一、项目概况 二、设计资料和依据. 设计依据： 设计内容； 设计要求： 设计参数： 烟气性质： 烟尘性质： 当地的气象条件： 净化工艺流程的确定： 技术水平的确定： 三、系统设计部分 净化装置的选型设计和计算（除尘器的设计）过滤面积的确定 出风通道的设计 袋式除尘器清灰的设计 排灰系统的设计 烟囱的设计 净化系统配套辅助设施设计 一 .项目概况 随着经济的飞速发展，在人们物质生活日益丰富的今天，污染越来越成为一个我们无法忽视也无法回避的问题。在我国绝大多数城市中,粉尘是第一位的污染物,而燃煤电厂的粉尘排放又占各个行业粉尘排放的首位,针对这一现状，我国最先应用的是静电除尘器，但静电除尘器的处理效果与日益严格的环保要求相比，仍存在着较大的差距。近十年来，袋式除尘器技术的发展很快，尤其是大型脉冲除尘器，新的滤料和新的脉冲阀的问世，使袋式除尘器工况的稳定性和设备的可靠性有了充分的保证，更广泛的被用与发电行业。袋式除尘器也称为过滤式除尘器，凡是利用织物或非织造布制作的袋状过滤原件，用来捕集含尘气体中的固体颗粒的设备，均可称为袋式除尘器。袋式除尘器一般由箱体、滤袋、滤袋架、清灰机构、灰斗、放灰阀等部件构成。 二.设计资料和依据 设计依据 《火电厂大气污染排放标准》（GB13223-2003）; 《锅炉大气污染排放标准》（GB13271-2001）； 《火电厂烟气排放连续监测技术规范》（HJ/T75-2001）; 《袋式除尘器性能测试方法》（GB12138-89） 《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》（JB/T 5917-2006） 《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》（GB12625-2007） 《脉冲喷出类袋式除尘器技术条件》（JB/T 8532-1997） 《袋式除尘器安装技术要求及验收规范》（JB/T 8471-1996） 设计内容 ⑴根据所给的课题收集相应的设计资料； ⑵进行设计参数计算及合理性分析； 摘要 速度对任何一个运动体来说都是一个至关重要的物理量，如何快速方便地进行速度调节是我们一直需要探索的问题。这份课程设计采用的是直流PWM调速双闭环控制系统，该调速系统是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。 PWM控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技成为PWM控制技术发展的主要方向之一。这份课程设计对于PWM设计的各个方面进行了简要阐述，并进行了Proteus仿真以及Matlab中的Simulink仿真，去的了较好的结果。 关键词：PWM调速；Proteus仿真；Matlab ；双闭环 1 目录 1 绪论 (3) 2 设计总要求 (4) 2.1设计已知参数 (4) 2.2设计具体要求 (4) 3 控制电路设计 (4) 3.1直流调速系统控制方案的选择 (4) 3.2 电流环设计 (5) 3.2.1 电流调节器的设计 (6) 3.3 转速调节器 (7) 4 主电路设计 (8) 4.1 PWM调速系统主电路形式选择 (8) 4.1.1 T型PWM变换器电路 (8) 4.1.2 H型PWM变换器电路 (9) 4.2 PWM调速系统开关电路形式选择 (13) 4.3 H型双极性逆变器的驱动分析 (14) 5 频率电压转换设计 (17) 6 脉冲分配及功率放大电路设计 (17) 7 PI调节器设计 (18) 8 三角波发生器设计 (19) 9 Matlab仿真结果 (20) 10 设计总结 (21) 参考文献 (23) 成绩： 自动控制原理 课程设计报告 学生姓名：黄国盛 班级：工化144 学号：201421714406 指导老师：刘芹 设计时间：2016.11.28-2016.12.2 目录 1.设计任务与要求 (1) 2.设计方法及步骤 (1) 2.1系统的开环增益 (1) 2.2校正前的系统 (1) 2.2.1校正前系统的Bode图和阶跃响应曲线 (1) 2.2.2MATLAB程序 (2) 3.3校正方案选择和设计 (3) 3.3.1校正方案选择及结构图 (3) 3.3.2校正装置参数计算 (3) 3.3.3MATLAB程序 (4) 3.4校正后的系统 (4) 3.4.1校正后系统的Bode图和阶跃响应曲线 (4) 3.4.2MATLAB程序 (6) 3.5系统模拟电路图 (6) 3.5.1未校正系统模拟电路图 (6) 3.5.2校正后系统模拟电路图 (7) 3.5.3校正前、后系统阶跃响应曲线 (8) 4.课程设计小结和心得 (9) 5.参考文献 (10) 1.设计任务与要求 题目2：已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数 ()() 00.51K G s s s =+用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。 任务：用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能 指标： （1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差0.05ss e rad <； （2）系统校正后，相位裕量45γ> 。 （3）截止频率6/c rad s ω>。 2.设计方法及步骤 2.1系统的开环增益 由稳态误差要求得：20≥K ，取20=K ；得s G 1s 5.0201)s(0.5s 20)s (20+=+=2.2校正前的系统 2.2.1校正前系统的Bode 图和阶跃响应曲线 图2.2.1-1校正前系统的Bode 图 运动控制系统 实验指导书 赵黎明、王雁编 广东海洋大学信息学院自动化系 直流调速 实验一不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究 一．实验目的 1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。 3．学习反馈控制系统的调试技术。 二．预习要求 1．了解速度调节器在比例工作与比例—积分工作时的输入—输出特性。 2．弄清不可逆单闭环直流调速系统的工作原理。 三．实验线路及原理 见图6-7。 四．实验设备及仪表 1．MCL系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33(A)组件或MCL—53组件。 4．MEL-11挂箱 5．MEL—03三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。 6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01（或电机导轨及测功机、MEL—13组件）。 7．直流电动机M03。 8．双踪示波器。 五．注意事项 1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。 2．接入ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时，ASR的“5”、“6”端接入可调电容（预置7μF）。 3．测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的额定值（1A）。 4．三相主电源连线时需注意，不可换错相序。 5．电源开关闭合时，过流保护发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1 即可正常工作。 6．系统开环连接时，不允许突加给定信号U g起动电机。 7．起动电机时，需把MEL-13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载起动。 8．改变接线时，必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，同时使系统的给定为零。 9．双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接，故在使用时，必须使两探头的地线同电位（只用一根地线即可），以免造成短路事故。 六．实验内容 1．移相触发电路的调试（主电路未通电） （a）用示波器观察MCL—33（或MCL—53，以下同）的双脉冲观察孔，应有双脉冲，且间隔均匀，幅值相同；观察每个晶闸管的控制极、阴极电压波形，应有幅值为1V～2V 的双脉冲。 （b）触发电路输出脉冲应在30°～90°范围内可调。可通过对偏移电压调节单位器及ASR输出电压的调整实现。例如：使ASR输出为0V，调节偏移电压，实现α=90°；再保持偏移电压不变，调节ASR的限幅电位器RP1，使α=30°。 2．求取调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 a．断开ASR的“3”至U ct的连接线，G（给定）直接加至U ct，且Ug调至零，直流电机励磁电源开关闭合。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节三相调压器的输出，使U uv、Uvw、Uwu=200V。 注：如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，无三相调压器，直接合上主电源。以下均同。 c．调节给定电压U g，使直流电机空载转速n0=1500转/分，调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载的范围内测取7～8点，读取整流装置输出电压U d 3．带转速负反馈有静差工作的系统静特性 a．断开G（给定）和U ct的连接线，ASR的输出接至U ct，把ASR的“5”、“6”点短接。 b．合上主控制屏的绿色按钮开关，调节U uv，U vw，U wu为200伏。 c．调节给定电压U g至2V，调整转速变换器RP电位器，使被测电动机空载转速n0=1500转/分，调节ASR的调节电容以及反馈电位器RP3，使电机稳定运行。 调节测功机加载旋钮（或直流发电机负载电阻），在空载至额定负载范围内测取7～8 大气污染控制工程 课程设计 题目SZL4-13型燃煤采暖锅炉烟气除尘系统设计班级环境N121 学号3 学生姓名顾丹阳 指导老师成贤 完成日期2015年6月7日 目录前言·1 第1章大气污染控制工程课程设计任务书·2 1.1设计题目··2 1.2设计任务··2 1.3原始资料··2 第2章烟气量烟尘和二氧化硫浓度计算·3 2.1标准状态下理论空气量··3 2.2标准状态下理论湿烟气量··3 2.3标准状态下实际烟气量··3 2.4标准状态下烟气含尘浓度··4 2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算··4 第3章除尘装置的选择设计·4 3.1除尘装置应达到的净化效率··4 3.2除尘器的选择··5 3.2.1除尘况烟气流量··5 3.2.2除尘器型号的确定··5 第4章确定除尘设备风机和烟囱的位置及管道布置·6 4.1各装置及管道布置的原则··6 4.2管径的确定··6 第5章烟囱的设计 (7) 5.1烟囱高度的确定··7 5.2烟囱直径的计算··7 5.3烟囱的抽力··8 第6章系统阻力的计算·8 6.1摩擦压力损失··8 6.2局部压力损失··9 6.3各管段压力损失计算··9 第7章风机和电动机选择及计算·12 7.1风机风量的计算··12 7.2风机风压的计算··12 7.3选用风机型号及参数··13 7.4电动机功率的计算··13 7.5选用电机型号及参数··14 第8章总结·15 第9章参考文献·15 前言 凡是能使空气质量变差的物质都是大气污染物。大气污染物已知的约有100多种。有自然因素（如森林火灾、火山爆发等）和人为因素（如工业废气、生活燃煤、汽车尾气等）两种，并且以后者为主要因素，尤其是工业生产和交通运输所造成的。主要过程由污染源排放、大气传播、人与物受害这三个环节所构成。 影响大气污染围和强度的因素有污染物的性质（物理的和化学的），污染源的性质（源强、源高、源温度、排气速率等），气象条件（风向、风速、温度层结等），地表性质（地形起伏、粗糙度、地面覆盖物等）。 防治法很多，根本途径是改革生产工艺，综合利用，将污染物消灭在生产过程之中；另外，全面规划，合理布局，减少居民稠密区的污染；在高污染区，限制交通流量；选择合适厂址，设计恰当烟囱高度，减少地面污染；在最不利气象条件下，采取措施，控制污染物的排放量。 中国已制订《中华人民国环境保护法》，并制订和地区的“废气排放标准”，以减轻大气污染，保护人民健康。 大气污染物按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物，另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以一氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物，而且含有机污染物。 大气污染控制工程课程设计任务书 第1章并且随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类和数量也在不断变 运动控制课程设计任务书 题目：双闭环直流调速系统设计 使用班级：电气081、082 设计内容 已知电机参数为：PN=500kW，UN=750V，IN=760AΩ，允许过载倍数λ=，触发整流环节Ks=75，Tl=，Tm=，调节器输入输出最大电压为10V，设计双闭环调速系统，达到最理想的调速性能。 主要设计内容包括：1、ACR、ASR调节器类型选择与参数计算。2、系统建模与仿真。3、调节器电路设计。4、主电路设计。5、反馈电路设计。6、触发电路设计。7、故障处理电路设计。 设计步骤 一、总体方案设计 二、参数初步计算。 三、控制系统的建模和MALAB仿真 四、根据仿真结果调整参数 五、主电路及控制电路设计 六、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（ A3 幅面）。 课程设计说明书要求 1 ．课程设计说明书应书写认真．字迹工稚，论文格式参考国家正式出版的书籍和论文编排。 2 ．论理正确、逻辑性强、文理通顾、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。 3 ．课程设计说明书应有目录、摘要、序言、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书，附录应有系统方枢图和电路原理图。 4 ．课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识 摘要 双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流。可实现频繁的无级快速起动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，历来是自动控制系统的主要执行元件，在轧钢及其辅助机械、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、大型起重机、金属切削机床、造纸机、纺织机械等领域中得到了广泛的应用。换向器是直流电机的主要薄弱环节,它使直流电机的单机容量、过载能力、最高电压、最高转速等重要指标都受到限制,也给直流电机的制造和维护添了不少麻烦。然而，鉴于直流拖动控制系统的理论和实践都比较成熟，直流电机仍在广泛的使用。因此，长期以来，在应用和完善直流拖动控制系统的同时，人们一直不断在研制性能与价格都赶得上直流系统的交流拖动控制系统，近年来，在微机控制和电力电子变频装置高度发展之后，这个愿望终于有了实现的可能。在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。并且随着电力电子器件开关性能的不断提高,直流脉宽调制( PWM) 技术得到了飞速的发展。 关键词： 双闭环，晶闸管，转速调节器，电流调节器，MALAB仿真 自控课程设计 课程设计(论文) 设计（论文）题目 单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称 Z Z Z Z 学院 专业名称 Z Z Z Z Z 学生姓名 Z Z Z 学生学号 Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师 Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩 单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(00++=s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc和穿频率Wx。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m和有限极点数n中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。 3）、确定根轨迹渐近线。 渐近线与实轴夹角为，交点为：。且： k=0,1,2······n-m-1; ; 则：、、；。 4）、确定根轨迹在实轴上的分布。 在（-1，0）、（，）区域内，右边开环实数零极点个数之和为奇数，该区域必是根轨迹；在（-2.-1）区域内，右边开环实数零极点个数之和为偶数，该区域不是根轨迹。 5）、确定根轨迹分离点与分离角。 分离点坐标d是以下方程的解：自动控制课程设计报告书
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