转速电流双闭环可逆直流调速系统的仿真与设计(专业课程设计报告格式)

转速电流双闭环控制直流调速系统的课程设计流程介绍如下：
1.确定系统参数和控制策略：根据具体需求和电机特性，确定系
统参数和控制策略，如电机额定电压、额定电流、最大转速、控制器采样周期、PID控制器参数等。

2.搭建硬件平台：根据系统参数和控制策略，搭建硬件平台。

硬
件平台包括电机、电源、传感器、控制器等。

3.编写程序：根据系统参数和控制策略，编写程序。

程序主要分
为两部分，一部分是转速闭环控制程序，另一部分是电流闭环控制程序。

程序需要实时读取电机转速和电流传感器的反馈信号，并根据PID控制器的输出值调节电机电压和电流。

4.调试和测试：在搭建好硬件平台和编写好程序后，进行调试和
测试。

测试可以分为两个部分，一部分是转速闭环控制测试，另一部分是电流闭环控制测试。

测试的主要目的是验证程序的正确性和系统的控制性能。

5.总结和分析：在测试完成后，对测试结果进行总结和分析。

分
析结果可以用于进一步改进控制策略和优化系统性能。

总之，转速电流双闭环控制直流调速系统的课程设计需要深入了解电机控制原理和PID控制器的设计方法，需要具备一定的电路设计和编程能力。

双闭环直流调速系统的设计与仿真1、实验目的1 •熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本原理。

2 •掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

3 •掌握调节器的工程设计及仿真方法。

2、实验内容1 •调节器的工程设计2 •仿真模型建立3 •系统仿真分析3、实验要求用电机参数建立相应仿真模型进行仿真4、双闭环直流调速系统组成及工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机一发电机组等组成。

本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压U ct作为触发器的移相控制电压，改变U ct的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。

为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即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，如图 4.1 o把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流的输出去控制电力电子变换器UPE。

在结构上，电流环作为内环，转速环作为外环，形成了转速、电流双闭环调速系统。

为了获得图4.1转速、电流双闭环调速系统5、电机参数及设计要求5.1电机参数直流电动机：220V , 136A , 1460r/min , =0.192V ? min/r,允许过载倍数'=1.5，晶闸管装置放大系数：.=40电枢回路总电阻：R=0.5-'-时间常数：=0.00167s, …=0.075s电流反馈系数：=0.05V/A转速反馈系数：：=0.007 V ? mi n/r5.2设计要求要求电流超调量 5% ,转速无静差，空载起动到额定转速时的转速超调量 工...:选 10%。

6调节器的工程设计 6.1电流调节器ACR 勺设计（1） 确定电流环时间常数1） 装置滞后时间常数 ，=0.0017s ;2） 电流滤波时间常数=0.002s ；3） 电流环小时间常数之和％萨+=0.0037s ;（2） 选择电流调节结构 根据设计要求.5%,并且保证稳态电流无差，电流环的控制对象是双惯性型的，且埼爾？ii=0.03/0.0037=8.11<10，故校正成典型I 型系统，显然应采用 PI 型的电流调节器，其传递函数可以写成式中.—电流调节器的比例系数；忌一电流调节器的超前时间常数。

专业课程设计报告（级本科）题目：转速电流双闭环可逆直流调速系统的仿真与设计学院：学院专业：班级：姓名：学号：同组同学：设计时间：评定成绩：指导教师：年月大学专业课程设计任务书含给定滤波与反馈滤波的PI 型电流调节器(3)选择电流调节器参数要求%5%≤i σ时，应取5.0=∑i I T K ，因此s K i l I T T 11.1350037.05.0-==∑=于是，013.14005.05.003.01.135=⨯⨯⨯==Ks R K K i Ii βτ。

(4)校验近似条件 要求sci T 31<ω，现ci s s s T ω>=⨯=--111.1960017.03131。

要求l m ci T T 13≥ω，现ci l m s s T T ω<=⨯=--11243.45.011313。

要求oi s ci T T 131≤ω，现ci oi s s s T T ω>=⨯=--118.180002.00017.0131131(5)计算电流调节器电阻和电容 取Ω=k R 400，则Ω=Ω⨯==k k R K R n n 52.4040013.10 取Ω=k R n 40F F R C iii μτ75.0104003.03=⨯==取F μ75.0 F F R T C oi oi μμ2.0101040002.044630=⨯⨯⨯== 取F μ2.0 按照上述参数，电流环可以达到的动态指标为%5%3.4%<=i σ，故满足设计要求。

2.2转速环的设计 (1)确定时间常数电流环等效时间常数为s T i 0074.02=∑。

根据所用发电机纹波情况，取转速滤波时间常数s T on 01.0=。

转速小时间常数近似处理，取s T T T on i n 0174.02=+∑=∑。

(2)选择转速调节器结构按照设计要求，选用PI 调节器，其传递函数为()ss K s W n n nASR ττ1+=含给定滤波与反馈滤波的PI 型转速调节器(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5=h ，则s s hT n n 087.00174.05=⨯=∑=τ222224.3960174.0252621--=⨯⨯=∑+=s s T h h K nN 则 ()7.11174.05.0007.01018.0132.005.0621=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=∑+=nme n RT h T C h K αβ(4)检验近似条件115.34087.04.396--=⨯==s s K n N cn τω。

题目：转速、电流双闭环可逆直流PWM调速系统设计学生姓名：学号：班级:专业：指导教师：起始时间： 2016年6月6日--6月17日摘要直流脉宽变换器，或称为直流PWM变换器，是在全控型电力电子器件问世以后出现的能取代相控整流器的直流电源。

根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类。

电流截至负反馈环节只能限制电动机的动态电流不超过某一数值，而不能控制电流保持为某一所需值。

根据反馈控制原理，以某物理量作为负反馈控制，就能实现对该物理量的无差控制。

用一个调节器难以兼顾对转速的控制和对电流的控制。

如果在系统中另设一个电流调节器，就可以构成电流闭环。

电流调节器串联在转速调节器之后，形成以电流反馈作为内环、转速作为外环的双闭环调速系统。

利用单片机实现对直流电动机的双闭环调速，此系统使直流电机具有优良的调速特性，调速方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，制动和反转，能满足生产过程自动化系统的各种特殊运行要求。

关键词：双闭环，PWM，直流电动机，单片机目录摘要 0一、设计的目的及意义 (2)二、设计要求 (2)三、双闭环直流调速系统 (3)3.1、双闭环直流调速系统的原理 (3)3.2、双闭环直流调速系统的静特性分析 (5)3.3双闭环直流调速系统的数学模型 (7)四、转速环、电流环的设计 (9)4.1、转速调节器、电流调节器在直流双闭环系统中的作用 (9)4.2、调节器的具体设计 (9)4.3、电流环的设计 (10)4.4、速度环的设计 (11)五、PWM可逆直流调速系统 (13)5.1、PWM变换器 (13)5.2、整流电路 (14)5.3、泵升电路 (15)六、控制电路的设计 (15)6.1、单片机 (15)6.2、测速电路 (16)6.3、键盘电路 (16)七、双闭环可逆直流PWM调速系统的仿真 (17)八、结论 (19)附录 (20)附录A (20)附录B (21)参考文献 (23)一、设计的目的及意义1、训练学生正确的应用运动控制系统，培养解决工业控制、工业检测等领域具体问题的能力。

Hefei University电子信息与电气工程系自动化专业控制系统数字仿真与CAD课程报告课题：直流电动机双闭环调速系统仿真班级：08自动化（1）班*名：**0805070073朱彤0805070068李方舟0805070053指导老师：***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。

我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。

采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。

对最常用的转速、电流双闭环调速系统的工程设计方法进行了详细的推导。

然后采用Matlab/Simulink方法对实际系统进行仿真，找出推导过程被忽略的细节部分对调速系统的影响，给出工程设计和实际系统之间产生差距的原因，有助于在实际中设计出较优的系统。

关键词：直流电机调速系统仿真MatlabAbstract: Double closed loop ( speed loop, current loop DC speed control system ) is a kind of current application is wide, economic, applicable power transmission system.The paper presents the derive ationof engineering design methods in the speed regulation system of speed and current double closed loop in details. Then，a demo is designed and simulated by Matlab/Simulink to study the influence resulted from the details of the derivation，which has been ignored in the speed regulation system. The reason of difference between the engineeringdesign and the real conditions is given to help working out theoptimaldesigninpractice. Keywords: DC motor Speed regulation system Simulation Matlab一、双闭环直流调速系统的介绍双闭环（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。

课程设计任务书某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为：直流电动机：U N=220V，I N=205A，n N=575r/min , R a=0.1Ω，电枢电路总电阻R=0.2Ω，电枢电路总电感L=7.59mH，电流允许过载倍数λ=2，折算到电动机轴的飞轮惯量GD2=215Nm2。

晶闸管整流装置放大倍数K s=40，滞后时间常数T s=0.0017s电流反馈系数β=0.024V/A(≈10V/2I N)转速反馈系数α=0.017V min/r(≈10V/n N)滤波时间常数取T oi=0.001s，T on=0.01s。

U nm∗=U im∗=U cm=10V；调节器输入电阻R0=40kΩ。

设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量σi≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σn≤10%。

目录课程设计任务书 (1)第一章直流双闭环调速系统原理 (3)1.1系统的组成 (3)1.2 系统的原理图 (4)第二章转速、电流双闭环直流调速器的设计 (6)2.1 电流调节器的设计 (6)2.2 转速调节器的设计 (13)第三章系统仿真 (21)心得体会 (25)参考文献 (26)第一章直流双闭环调速系统原理1.1系统的组成转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。

采用PI调节的单个转速闭环调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。

但是对系统的动态性能要求较高的系统，单闭环系统就难以满足需要了。

为了实现在允许条件下的最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值I dm的恒流过程。

按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。

所以，我们希望达到的控制：启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈；达到稳态转速后只有转速负反馈，不让电流负反馈发挥作用。

故而采用转速和电流两个调节器来组成系统。

双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告一、系统结构设计双闭环直流调速系统由两个闭环控制组成，分别是速度子环和电流子环。

速度子环负责监测电机的转速，并根据设定值与实际转速的误差，输出电流指令给电流子环。

电流子环负责监测电机的电流，并根据电流指令与实际电流的误差，输出电压指令给电机驱动器，实现对电机转速的精确控制。

二、参数选择在进行双闭环直流调速系统的设计之前，需选择合适的控制参数。

根据实际的电机参数和转速要求，确定速度环和电流环的比例增益和积分时间常数等参数。

同时，还需根据电机的动态特性和负载特性，选取合适的速度和电流传感器。

三、控制策略速度子环采用PID控制器，通过计算速度误差、积分误差和微分误差，生成电流指令，并传递给电流子环。

电流子环也采用PID控制器，通过计算电流误差、积分误差和微分误差，生成电压指令，并输出给电机驱动器。

四、仿真实验为了验证双闭环直流调速系统的性能，进行了仿真实验。

首先，通过Matlab/Simulink建立双闭环直流调速系统的模型，并设置不同转速和负载条件，对系统进行仿真。

然后，通过调整控制参数，观察系统响应速度、稳定性和抗干扰性等指标的变化。

五、仿真结果分析根据仿真实验的结果可以看出，双闭环直流调速系统能够实现对电机转速的精确控制。

当系统负载发生变化时，速度子环能够快速调整电流指令，使电机转速保持稳定。

同时，电流子环能够根据速度子环的电流指令，快速调整电压指令，以满足实际转速的要求。

此外，通过调整控制参数，可以改善系统的响应速度和稳定性。

六、总结双闭环直流调速系统是一种高精度的电机调速方案，通过双重反馈控制实现对电机转速的精确控制。

本文介绍了该系统的设计与仿真实验，包括系统结构设计、参数选择、控制策略及仿真结果等。

仿真实验结果表明，双闭环直流调速系统具有良好的控制性能，能够满足实际转速的要求。

《运动控制系统》课程设计转速电流双闭环可逆直流调速系统的仿真与设计专业：****年级：****学号：***姓名：***指导老师：***转速电流双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MA TLAB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、系统设计参数直流电动机控制系统设计参数：（直流电动机(3) ）输出功率为:5.5Kw电枢额定电压220V 电枢额定电流30A 额定励磁电流1A 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1S电枢允许过载系数 =1.5 额定转速970rpm直流电动机控制系统设计参数环境条件：电网额定电压:380/220V; 电网电压波动:10%; 环境温度:-40~+40摄氏度; 环境湿度:10~90%.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0.03.1、设计内容和数据资料某直流电动机拖动的机械装置系统。

主电动机技术数据为：V U N 220=,A I N 30=，m in 970r n N =，电枢回路总电阻Ω=2.0R ，机电时间常数s T m 1=，电动势转速比r V C e m in 221.0•=，Ks=40，ms T l 5.0=，Ts=0.0017ms ，电流反馈系数A V 85.0=β，转速反馈系数r V m in 5.1•=α，试对该系统进行初步设计。

2、 技术指标要求电动机能够实现可逆运行。

1双闭环直流调速系统课程设计报告第一章主电路设计与参数计算调速系统方案的选择因为电机上网容量较大又要求电流的脉动小应采纳三相全控桥式整流电路供电方案。

电动机额定电压为220V 为保证供电质量应采纳三相减压变压器将电源电压降低。

为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱。

主变压器采纳 A/D 联络。

因调速精度要求较高应采纳转速负反应调速系统。

采纳电流截止负反应进行限流保护。

出现故障电流时过电流继电器切断主电路电源。

为使线路简单工作靠谱装置体积小宜采纳 KJ004 构成的六脉冲集成触发电路。

该系统采纳减压调速方案故励磁应保持恒定励磁绕组采纳三相不控桥式整流电路供电电源可从主变压器二次侧引入。

为保证先加励磁后加电枢电压主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合同时设有弱磁保护环节电动机的额定电压为 220V 为保证供电质量应采纳三相减 2 压变压器将电源电压降低为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱主变压器采纳D/Y 联络。

1.1 整流变压器的设计 1.1.1 变压器二次侧电压U2 的计算U2 是一个重要的参数选择过低就会没法保证输出额定电压。

选择过大又会造成延迟角α加大功率因数变坏整流元件的耐压高升增添了装置的成本。

一般可按下式计算即BAUUd2.112 1-1 式中 A-- 理想状况下α0°时整流电压 Ud0 与二次电压U2 之比即AUd0/U2B-- 延缓角为α时输出电压Ud 与 Ud0 之比即BUd/Ud0 ε——电网颠簸系数系数依据设计要求采纳公式11.2——考虑各样因数的安全BAUUd2.112 1-3由表查得A2.34 取ε 0.9 角α考虑 10°裕量则Bcosα 0.985222011.21061272.340.90.985UV 取 U2120V 。

电压比KU1/U2380/1203.2 。

1.1.2 一次、二次相电流 I1 、I2 的计算由表查得 KI10.816 KI20.816 考虑变压器励磁电流得取1.1.3 变压器容量的计算S1m1U1I1 1-4 S2m2U2I2 1-5S1/2S1S2 1-6 式中 m1、m2 -- 一次侧与二次侧绕组的相数表查得 m13m23 S1m1U1I13× 380×1415.6KVA由S2m2U2I23×110×44.914.85 KVA考虑励磁功率LP220×1.60.352kW 取 S15.6kvA 1.2 晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压晶闸管实质蒙受的最大峰值电压TNU 乘以 23 倍的安全裕量参照标准电压等级即可确立晶闸管的额定电压 TNU 即 TNU 23mU 整流电路形式为三相全控桥查表得26UUm 则223236236110539808TNmUUUV 3-7 取晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是一定使管子同意经过的额定电流有效值TNI 大于实质流过管子电流最大有效值TI8 即 4 TNI 1.57AVTITI 或AVTI57.1TI57.1TIddIIKdI 1-8 考虑 1.52 倍的裕量AVTI1.52KdI 1-9 式中KTI/1.57dI-- 电流计算系数。

转速电流双闭环直流调速系统设计一、引言直流调速系统是控制直流电机转速的一种常用方法。

在实际应用中，为了提高系统性能，通常采用双闭环控制结构，即转速环和电流环。

转速环用于控制电机转速，电流环用于控制电机电流。

本文将对转速、电流双闭环直流调速系统进行详细设计。

二、转速环设计转速环的主要功能是通过控制电机的转矩来实现对转速的精确控制。

转速环设计步骤如下：1.系统建模：根据电机的特性曲线和转矩方程，建立电机数学模型。

通常采用转速-电压模型，即Tm=Kt*Ua-Kv*w。

2.设计转速环控制器：选择适当的控制器类型和参数，比如PID控制器。

根据电机数学模型，可以使用根轨迹法、频域法等进行控制器参数设计。

确定控制器增益Kp、Ki和Kd。

3.闭环仿真：使用仿真软件，进行闭环仿真，验证控制器的性能。

4.实际系统调试：将设计好的转速环控制器实施到实际系统中，进行调试和优化。

根据实际情况对控制器参数进行微调。

三、电流环设计电流环的主要功能是控制电机的电流，以确保电机输出的转矩能够满足转速环的要求。

电流环设计步骤如下：1.系统建模：根据电机的特性曲线和电流方程，建立电机数学模型。

通常采用电流-电压模型，即Ia=(Ua-R*Ia-Ke*w)/L。

2.设计电流环控制器：选择适当的控制器类型和参数，比如PID控制器。

根据电机数学模型，可以使用根轨迹法、频域法等进行控制器参数设计。

确定控制器增益Kp、Ki和Kd。

3.闭环仿真：使用仿真软件，进行闭环仿真，验证控制器的性能。

4.实际系统调试：将设计好的电流环控制器实施到实际系统中，进行调试和优化。

根据实际情况对控制器参数进行微调。

四、双闭环控制系统设计在转速环和电流环都设计好的基础上，将两个闭环控制器连接起来，形成双闭环控制系统。

具体步骤如下：1.控制系统结构设计：将电流环置于转速环的前端，形成串级控制结构。

2.系统建模：将转速环和电流环的数学模型进行串联，建立双闭环控制系统的数学模型。

转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验报告一、引言直流调速系统是现代工业中常用的电机调速方式之一，在实际应用中具有广泛的使用。

其中，转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统是其中一种典型的调速控制方式。

本实验旨在通过搭建转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统，研究其调速性能以及运行特点。

二、实验目的1. 理解转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统的原理和结构；2. 掌握控制脉宽调制技术在直流电机调速系统中的应用；3. 通过实验验证该调速系统的性能和运行特点。

三、实验原理转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统是将转速和电流两个回路分别采用闭环控制的直流调速系统。

其中，转速回路通过传感器对电机转速进行采集，与期望转速进行比较后，经过PID控制器得到转速控制信号，再经过比较器进行与PWM脉宽控制信号进行比较产生控制脉宽；电流回路通过采集直流电机的电流信号，经过PID控制器得到电流控制信号，再与PWM控制脉宽信号进行比较生成最终的输出脉宽。

四、实验步骤1. 搭建转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验装置；2. 设置期望转速和电流参考值；3. 分别采集电机转速和电流信号；4. 利用PID控制器对转速和电流进行闭环控制；5. 通过比较器生成脉宽控制信号，控制电机转矩；6. 记录实验数据并进行分析。

五、实验结果与分析通过实验，我们可以得到实验数据并进行分析。

其中，我们可以通过比较实际转速与期望转速的差距，来评价转速闭环控制的性能。

同时，通过比较实际电流值与期望电流值之间的差距，来评价电流闭环控制的性能。

根据实验数据，我们可以得到转速与电流控制的准确性、稳定性以及响应速度等指标，评估整个调速系统的性能。

六、结论通过实验，我们成功搭建了转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验装置，并完成了相关实验。

根据实验结果分析，我们可以评估该调速系统的性能和运行特点。

转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告1、学习电机调速控制中的双闭环控制模式；2、熟悉可逆直流电动机的控制方法；3、掌握基于PWM技术的直流电机调速系统的实现方法；4、加深对电路原理的理解。

实验原理：1、PWM技术PWM即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），通过调节脉冲宽度的大小来改变电平的占空比，从而实现对电路的控制。

2、电机调速控制中的双闭环控制模式双闭环控制模式包含了一个速度环和一个电流环。

速度环用于测量实际电机的速度，根据速度误差来调节电机的输出功率。

电流环则用于控制电机的负载，使电机能够稳定输出所需的电流。

3、可逆直流电动机的控制方法可逆直流电动机包括了正转和反转两种运动方向，根据不同的控制信号，通过调节电机旋转方向的极性和电流大小来实现电机的正反转。

实验内容：1、组装实验电路将电路原理图和电路连接示意图提供给学生，并要求学生自行组装电路，并检查电路连接是否正确。

2、验证电路工作情况使用示波器检测电路输出的PWM波形，并观察电机的正反转情况，确保PWM 输出准确可靠，电机能够正确运转。

3、对电路进行调整通过调整电路参数，如电压、频率、占空比等，观察电机运转情况的变化，确保电路调整正确。

4、记录实验数据和分析记录电路参数、电机运转情况等数据，并进行数据分析和对比，以验证实验结果的正确性。

实验结果：通过本次实验，学生熟悉了电机调速控制的基本原理和实现方法，掌握了双闭环控制模式和可逆直流电动机的控制方法，加深了对电路原理的理解。

同时，结合实验数据的分析，学生也深入了解了实验现象的机理和控制特性，对电机调速控制领域有了更加深入的认识。

课程设计任务书某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为：直流电动机：U N=220V，I N=205A，n N=575r/min , R a=0.1Ω，电枢电路总电阻R=0.2Ω，电枢电路总电感L=7.59mH，电流允许过载倍数λ=2，折算到电动机轴的飞轮惯量GD2=215Nm2。

晶闸管整流装置放大倍数K s=40，滞后时间常数T s=0.0017s电流反馈系数β=0.024V/A(≈10V/2I N)转速反馈系数α=0.017V min/r(≈10V/n N)滤波时间常数取T oi=0.001s，T on=0.01s。

U nm∗=U im∗=U cm=10V；调节器输入电阻R0=40kΩ。

设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量σi≤5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σn≤10%。

目录课程设计任务书 (1)第一章直流双闭环调速系统原理 (3)1.1系统的组成 (3)1.2 系统的原理图 (4)第二章转速、电流双闭环直流调速器的设计 (6)2.1 电流调节器的设计 (6)2.2 转速调节器的设计 (13)第三章系统仿真 (21)心得体会 (25)参考文献 (26)第一章直流双闭环调速系统原理1.1系统的组成转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。

采用PI调节的单个转速闭环调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。

但是对系统的动态性能要求较高的系统，单闭环系统就难以满足需要了。

为了实现在允许条件下的最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值I dm的恒流过程。

按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。

所以，我们希望达到的控制：启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈；达到稳态转速后只有转速负反馈，不让电流负反馈发挥作用。

故而采用转速和电流两个调节器来组成系统。

摘要：本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计，根据直流调速双闭环控制系统的工作原理，利用晶闸管、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统。

该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。

关键词：双闭环控制系统；晶闸管；电流调节器；转速调节器；目录1.引言 (1)2.设计内容 (1)2.1设计思路： (1)2.2双闭环调速系统的组成： (2)2.3双闭环调速系统优点 (3)3. 方案实施 (4)3.1转速给定电路设计 (4)3.2转速检测电路设计 (4)3.3电流检测电路设计 (5)4 主电路保护电路设计 (6)4．1过电压保护设计 (6)4．2过电流保护设计 (7)5驱动电路的设计 (8)6 控制电路设计 (10)7电流环与转速环的设计 (11)7．1 电流调节器的设计 (11)7．2 转速调节器的设计 (13)8结论体会 (14)9参考文献： (14)1.引言调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。

目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。

早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。

这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等，特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。

为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。

这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。

50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。

晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，广泛应用于世界各国。

近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势。

【原创】转速电流双闭环控制PWM可逆直流调速系统设计_毕业论文设计运动控制系统课程设计说明书题目：PWM可逆直流调速系统设计专业班级：电气工程及其自动化02班2013年6月21日至7月2日转速电流双闭环控制PWM可逆直流调速系统的设计Current double closed loopspeed control PWMreversible dc speed controlsystem design学生姓名: 丁俊成指导教师: 文小玲王振课程设计量化评分标准答辩记录摘要直流调速系统是自动调速系统的主要形式，它具有良好的起、制动性能，可以在较宽的调速范围内实现平滑调速，较快的零动态响应过程，并且低速运转时力矩大这些极好的运行性能和控制特性，长期以来，直流调速系统一直占据着重要地位。

从市场的角度来看，直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。

所以在直流调速系统电气传动中获得了广泛应用。

本文从直流电动机的工作原理入手，建立了PWM双闭环可逆直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。

在理论分析和仿真研究的基础上，设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、锯齿波产生电路、基准电源、转速调节电路、电流调节器电路、PWM波生成电路、桥式可逆直流脉宽系列电路及转速检测电路的具体实现。

然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用MATLAB 中的Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。

关键词：双闭环可逆直流调速系统；H桥驱动电路；PWM控制；模拟调节器；MATLABAbstractDC speed control system is the main form of the automatic speed regulation syst em,it be in a wider range of speed regulation of smooth realized in speed,fast dynami c response process,and low speed running torque these excellent performance and con trol characteristic,but for a long time,DC speed control system occupies an important position. From a market perspective,DC speed control system in theory and practice a re more mature, from the point of view of the control technology,it is the foundation o f ac speed adjustment system. So in dc speed control system in electric transmission won the widely used. This article from the working principle of dc machines,a PWM double closed loop reversible dc speed control system,and the mathematical model of detailed analysis of system principle and the static and dynamic performance. In the t heory analysis and simulation research,and on the basis of design a set of experiments with double closed loop dc speed control system,detailed introduces system main circ uit,sawtooth wave produces circuit,benchmark power supply, rotate speedadjustment circuit,current regulator circuit,PWM waves generated circuit,bridge type reversible d c speed pulse width series circuit and the realization of a detection circuit. Then accor ding to automatic control theory,double closed loop speed regulation system,the desig n parameters of analysis and calculation,the use of MATLAB of Simulink of the syste m parameters to the set of the simulation,through the simulation won the parameters s etting the basis.Keywords: Double closed-loop irreversible dc speed regulating system; H bridge driver circuit; PWM control；Simulation regulator; MATLAB；目录1 绪论 (1)1.1 选题背景与意义 (1)1.2 课题研究意义 (2)1.3 设计任务和要求 (3)2系统组成及基本原理 (5)2.1直流调速系统的调速原理 (5)2.2 双闭环调速的过程和工作原理 (6)2.3 双闭环直流调速系统的组成 (7)2.4 主电路图 (7)2.5 H桥可逆PWM变换器 (9)2.6 保护电路 (11)3设计内容 (12)3.1设计目的 (12)3.2系统过流过压产生的主要原因 (12)3.3方案的论证 (12)3.4过电流保护电路及工作原理 (13)3.5电路结构元器件的选择 (13)3.6参数的计算及电阻的选取 (17)3.7元器件清单 (18)3.8电路特点 (18)4总结 (19)5参考文献 (20)1绪论直流调速系统具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

（二〇〇七年 六月本科毕业设计说明书 题 目：可逆直流调速系统的仿真 学生姓名：xx 学 院：xx 系 别：xx 专 业：xx 班 级：xx 指导教师：xx摘要直流电动机具有良好的起、制动调速性能，宜于在广泛范围内平滑调速。

有许多生产机械要求电动机既能正、反转，又能快速制动，这就需要可逆的调速系统。

本课题介绍了可控环流可逆调速系统和逻辑无环流可逆调速系统的工作原理，在此基础上主要对逻辑无环流可逆调速系统进行了分析，并确定了可逆直流调速系统仿真的系统模型。

该模型采用的是典型的转速、电流双闭环结构，并通过无环流逻辑控制器DLC确保主电路没有环流产生，能够实现直流电动机的正反转。

文中使用MATLAB中的SimPowerSystems工具箱对系统进行建模，并利用实验测得的数据对建立的模型进行参数设置，最后进行仿真。

该系统中的调节器均采用PI调节器，在设计时，利用实验测取的数据对转速、电流调节器分别进行了计算。

关键词：可逆调速系统；逻辑无环流；MATLAB仿真AbstractThe direct current motor has the goo d starting、brake velocity modulation performance，is suitable for in the widespread scope the smooth velocity modulation. Many machinery for the production request the electric motors both to be able，the positive rotation、reverse and rapid braking，the DC SR system happen to solve this problem.This thesis introduces the reversible adjustable speed system’s principles of controllable circumfluence and logic non-loop-current，and it has given the analysis of logic non-loop-current the DC SR system. Thus the simulation model of the DC SR system is built. The model employs typical double closed-loop structure of speed and curren t，in the modeling of the double closed loo p，the non-loop-current logical controller-DLC is used to guarantee that there was not produce the circumfluence in the main circuit and realize positive rotation or reverse.The Matlab simulation toolbox SimPowerSystems is used to build the mode l，and in the mode l，the parameter is set by measuring practical D C，at last the simulation is done. The PI controller is used in the syste m，and the speed PI and the current PI are designed by using the value of measuring practical DC.Keywords：Reversible velocity modulation system；Logic non-loop-current；MATLAB simulation目录第一章绪论 (1)1.1直流调速控制技术发展概况 (1)1.2问题的提出 (1)1.3解决方案 (2)1.4仿真工具语言MA TLAB简介 (2)1.5本课题的任务 (3)第二章直流可逆调速系统 (4)2.1可控环流的可逆调速系统 (4)2.2逻辑控制的无环流可逆调速系统 (5)2.2.1 系统的组成和工作原理 (5)2.2.2 无环流逻辑控制器DLC (6)第三章转速、电流调节器的设计 (9)3.1参数的测定与计算 (9)3.2电流调节器的设计 (14)3.2.1 电流调节器结构的选择 (14)3.2.2 电流调节器的设计与计算 (15)3.3转速调节器的设计 (17)3.3.1 转速调节器结构的选择 (17)3.3.2 转速调节器的设计及计算 (18)第四章逻辑无环流可逆调速系统的MATLAB仿真 (20)4.1逻辑无环流可逆调速系统的仿真建模 (20)4.2逻辑无环流直流可逆调速系统的仿真 (26)结论 (30)参考文献 (31)谢辞 (32)第一章绪论1.1 直流调速控制技术发展概况随着生产技术的发展，对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，这就要求大量使用调速系统。

... . ..转速电流双闭环直流调速系统课程设计学生：xxx学号：xxxxxxxx专业：电气工程及其自动化学院：信息工程与科学学院目录1摘要2第〇章任务书3〔一〕设计参数4〔二〕设计要求4第一章主电路设计5〔一〕系统组成5〔二〕主电路原理7〔三〕主电路元器件参数计算及器件选型71.3.1整流元器件参数计算与选型81.3.2其它元器件参数计算与选取10第二章调节器设计14〔一〕电流调节器设计14〔二〕转速调节器设计17第三章触发器设计19第四章反应环节、保护电路及其它电路设计21〔一〕反应环节设计214.1.1转速反应环节设计214.1.2电流反应环节设计22〔二〕保护电路设计234.2.1过电流保护电路设计234.2.2过电压保护电路设计24〔三〕其它电路设计244.3.1转速给定器设计254.3.2零速封锁器设计25第五章系统仿真26〔一〕仿真模型建立26〔二〕仿真参数输入27〔三〕仿真结果输出30总结31附表1第一章用表32附表1-1整流参数计算用常数32附表1-2晶闸管型号及其参数32附表2第二章用表33附表2-1整流装置失控时间〔f=50Hz〕33附表2-2典型I型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系34附表2-3典型II型系统阶跃输入跟随性能指标〔按M准那么确定参数关系〕34rmin附表2-4典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系34参考文献34本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计。

根据直流调速双闭环控制系统的工作原理，利用晶闸管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统。

该系统中设置了电流反应环节、电流调节器以及转速反应环节、转速调节器，构成电流环和转速环——前者通过电流元件的反应作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反应作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统到达调节电流和转速的目的。

最后使用MATLAB对系统进展仿真。

〔本课程设计为自主完成，如有雷同，纯属他人参考不当。