转速、电流双闭环直流调速系统设计
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运动控制课程设计
专业:自动化
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2015年07月 16 日
转速、电流双闭环直流调速系统设计
1.设计目的
一般来说,我们总希望在最大电流受限制的情况下,尽量发挥直流电动机的过载能力,使电力拖动控制系统以尽可能大的加速度起动,达到稳态转速后,电流应快速下降,保证输出转矩与负载转矩平衡,进入稳定运行状态。为实现在约束条件快速起动,关键是要有一个使电流保持在最大值的恒流过程。根据反馈控制规律,要控制某个量,只要引入这个量的负反馈。因此采用电流负反馈控制过程,起动过程中,电动机转速快速上升,而要保持电流恒定,只需电流负反馈;稳定运行过程中,要求转矩保持平衡,需使转速保持恒定,应以转速负反馈为主。故采用转速、电流双闭环控制系统。
2.设计任务
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;基本数据如下:
(1)直流电动机:220V、160A、1460r/min、Ce=0.129Vmin/r,允许过载倍数λ=1.5;
(2)晶闸管装置放大系数:K s=40;
(3)电枢回路总电阻:R=0.5Ω;
(4)时间常数:T l=0.03s,T m=0.19s;
(5)电流反馈系数:β=0.042V/A;
(6)转速反馈系数:α=0.0068Vmin/r;
试按工程设计方法设计双闭环系统的电流调节器和转速调节器,并用Simulink建立系统模型,给出仿真结果。
3.设计要求
根据电力拖动自动控制理论,按工程设计方法设计双闭环调速系统:
(1)设计电流调节器的结构和参数,将电流环校正成典型I型系统;
(2)分析电流环不同参数下的仿真曲线;
(3)在简化电流环的条件下,设计速度调节器的结构和参数,将速度环校正成典型II型系统;
(4)分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线
(5)进行Simulink仿真,验证设计的有效性。
4.设计内容
4.1双闭环直流调速系统的组成