闭环控制直流调速系统的稳态分析与计算
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一、课程设计目的在《电机与拖动》、《电力电子技术》、《伺服系统》和《电力拖动自动控制系统》课程知识的基础上,完成课程的综合性设计。
通过课程设计环节的训练,包括设计方案的论证、参数计算、系统仿真和设计报告的撰写,掌握系统综合应用项目的设计流程和方法,加深对完整项目开发的的理解和掌握,培养应用系统的设计能力,初步积累双闭环直流调速系统的设计方法,以及分析问题和解决问题的能力,并进一步拓宽专业知识面,培养实践应用技能和创新意识。
电力系统综合课程课程设计是电气工程及其自动化专业的一门专业课程,它是一次综合性的理论与实践相结合的训练,也是本专业的一次基本技能训练,其主要目的是:1、理论联系实际,掌握根据实际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法。
2、对一种典型的双闭环调速自动控制系统进行综合性分析设计,掌握各部件和整个系统的设计调试步骤、方法及操作实际系统的方法。
加强基本技能训练。
3、掌握参数变化对系统性能影响的规律,培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
4、培养分析问题、解决问题的独立工作能力,学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力。
为下学期毕业设计作准备。
5、通过设计熟练地查阅有关资料和手册。
二、课程设计内容与要求1、本课程设计的对象直流伺服电机:学生自行查找电机型号直流测速机:学生根据设计任务选择2、本课程设计的内容要求设计一个直流双闭环调速系统。
其主要内容为:1、测定综合实验中所用控制对象的参数(在实验室完成)。
2、根据给定指标设计电流调节器和转速调节器,并选择调节器参数和具体实现电路。
3、按设计结果组成系统,以满足给定指标。
4、研究参数变化对系统性能的影响。
5、在时间允许的情况下进行调试。
3、本课程设计的设计要求a.调速范围D=5~10,静差率S≤5%。
b.空载启动时电流超调σi≤5%,转速超调σn≤10%(在额定转速时)。
c.动态速降小于10%。
d.振荡次数小于2次。
摘要直流双闭环调速系统的性能很好,具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。
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。
本文对直流双闭环调速系统的设计进行了分析,对直流双闭环调速系统的原理进行了一些说明,介绍了其主电路、检测电路的设计,详细介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算,使其满足工程设计参数指标。
关键词:直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器目录摘要 (I)1设计任务与分析 (1)2调速系统总体设计 (2)3直流双闭环调速系统电路设计 (3)3.1晶闸管-电动机主电路的设计 (3)3.1.1主电路设计 (3)3.1.2主电路参数计算 (4)3.2转速、电流调节器的设计 (5)3.2.1电流调节器 (5)3.2.1.1电流调节器设计 (5)3.2.1.2电流调节器参数选择 (6)3.2.2转速调节器 (8)3.2.2.1转速调节器设计 (8)3.2.2.2转速调节器参数选择 (8)3.3转速检测电路设计 (10)3.4电流检测电路设计 (10)4小结与体会 (11)5参考文献 (12)直流双闭环调速系统设计1设计任务与分析直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内实现平滑调速,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。
从控制的角度来看,直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础,所以应该首先掌握直流拖动控制系统。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统是比较基础比较容易掌握的,它可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是,如果对系统的动态性能要求较高,例如:要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足需要。
原因是因为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。
为了实现在允许条件下I的恒流过程,采用电流负反馈就的最快起动,关键是要获得一段使电流保持为最大值dm可以得到近似的恒流过程。
双闭环晶闸管不可逆直流调速实验报告一、实验目的1.了解双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的基本原理和结构。
2.掌握双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的调试方法。
3.熟悉双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的性能指标。
二、实验原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统是一种常用的电力调节系统,它由电源、整流器、滤波器、逆变器、电机、传感器、控制器等组成。
其中,电源提供直流电源,整流器将交流电转换为直流电,滤波器对直流电进行滤波,逆变器将直流电转换为交流电,电机将交流电转换为机械能,传感器检测电机的转速和位置,控制器根据传感器的反馈信号控制逆变器输出电压和频率,从而实现电机的调速。
双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的控制器采用双闭环控制结构,即速度环和电流环。
速度环控制电机的转速,电流环控制电机的电流。
速度环和电流环之间通过PID控制器进行耦合,实现系统的稳定性和动态性能。
三、实验器材1.双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验箱。
2.直流电机。
3.数字万用表。
4.示波器。
5.电阻箱。
6.电容。
7.电感。
8.开关。
9.电源。
四、实验步骤1.将实验箱中的电源、整流器、滤波器、逆变器、电机、传感器、控制器等连接好。
2.将电机连接到逆变器的输出端口。
3.将传感器连接到电机的轴上。
4.将数字万用表和示波器连接到控制器的输出端口。
5.将电阻箱、电容、电感、开关等连接到控制器的输入端口。
6.按照实验箱的说明书进行调试,调整控制器的参数,使得电机能够稳定运行,并且能够实现调速。
7.记录电机的转速、电流、电压等参数,并且分析系统的性能指标。
五、实验结果经过调试,双闭环晶闸管不可逆直流调速系统能够稳定运行,并且能够实现调速。
在不同的负载下,电机的转速、电流、电压等参数均能够满足要求。
通过分析系统的性能指标,发现系统的响应速度较快,稳态误差较小,动态性能较好。
六、实验结论双闭环晶闸管不可逆直流调速系统是一种常用的电力调节系统,它能够实现电机的调速,并且具有较好的动态性能和稳态性能。