电力拖动自动控制系统课程设计(DOC)

HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING

实训报告

题目十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计学生姓名李东盼

专业班级电气工程1222 学号************

系部电气信息工程学院

指导教师程辉

完成时间 2014年 1 月 3 日

实训报告评语

一、实训期间个人表现

□1.尊敬师长，团结他人，能吃苦耐劳。

□2.在现场能坚持不迟到，不早退，勤奋学习。

□3.出现少于3次迟到和早退现象，表现一般。

□4.能主动向指导老师提问，能积极做好各项设计任务。

□5.在实训中能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识。

二、实训报告内容完成质量

□1.能按时完成报告内容等实训成果资料，无任务遗漏。

□2.能按时完成报告内容等实训成果资料，有少许任务遗漏。

□3.不能按时完成报告内容等实训成果资料，有多处任务遗漏。

□4.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能紧密联系，认识体会深刻，起到了实训的作用。

□5.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能较紧密联系，认识体会较深刻，起到了实训的作用。

□6.条理清晰，书写较规范工整，报告内容全面，主要内容阐述较详细，能体现实训工作过程，能与专业相关知识联系起来，认识体会较深刻，起到了实训的作用。

□7.条理较清晰，书写较规范工整，报告内容较全面，主要内容阐述较详细，能体现实训过程中的相关工作，与专业相关知识不能紧密联系，认识体会不太深刻，基本起到了实训的作用。

□8.内容有雷同现象。

三、成绩不合格原因

□1.实训期间旷课超过3次。

□2.报告有严重抄袭现象。

□3.未同时上交实训报告。

四、需要改进之处

□1.进一步端正实训态度。

□2.加强报告书写的规范化训练，对主要内容要加强理解。

□3.加强相关专业知识的学习，深刻理解各设计步骤具体的要求。

五、其他说明

等级：

评阅人：职称：讲师

年月日

交直流调速系统的设计

摘要

直流调速系统具有调速范围广精度高动态性能好和易于控制等优点，因此本设计运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，并详细分析系统的原理及其静态和动态性能，且利用SIMULINK对系统进行各种参数的给定下的仿真。通过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。同时通过本次课程设计能够加强我们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高我们的工程设计与动手能力的目的。各个仿真结果都基本上符合设计要求。

关键词：直流电机、双闭环调速系统、MATLAB/SIMULINK仿真

目录

交直流调速系统的设计 (3)

摘要 (3)

绪论 (6)

1 方案选择部分 (7)

1.1设计要求 (7)

1.2调速的方案选择 (7)

1.2.1直流电动机的选择 (7)

1.2.2动机供电方案的选择 (7)

1.2.3系统的结构选择 (7)

1.2.4直流调速系统的总体结构框图 (7)

1.3主电路的计算 (8)

1.3.1整流变压器的计算 (8)

1.3.2晶闸管元件的选择 (9)

1.3.3晶闸管保护环节的计算 (10)

1.3.4平波电抗器的计算 (11)

1.4触发电路的选择与校验 (12)

1.5控制电路的计算 (13)

1.5.1给定电源和给定环节的设计 (13)

1.5.2转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静

态参数设计 (13)

1.6双闭环直流调速系统的动态设计 (14)

1.6.1电流调节器的设计 (14)

1.6.2 转速调节器的设计 (15)

2 MATLAB仿真 (17)

2.1 系统的建模与参数设置 (17)

2.1.1 开环物理模型的构建 (17)

2.1.2 单闭环物理模型的构建 (18)

2.1.3 双闭环物理模型的构建 (18)

2.2系统动态仿真结果的输出及结果分析 (19)

2.2.1 开环数学模型 (19)

2.2.2 单闭环数学模型及其仿真结果 (19)

2.2.3 双闭环数学模型及其仿真结果 (20)

2.3系统仿真结果总体分析 (20)

2.3.1.电机转速曲线 (20)

2.3.2.电机电流曲线 (21)

3.心得及总结 (22)

参考文献 (23)

绪论

在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。

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。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。

直流电动机具有良好的起动、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。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。