雙閉環(huán)控制系統(tǒng)樣本

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1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 課 程 課程設(shè)計(jì) 課 題 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 目錄 第 1 章 雙閉環(huán)系統(tǒng)分析 .............................

2、..................................................................................... 1 1.1 系統(tǒng)介紹 .............................................................................................................................. 1 1.2 系統(tǒng)原理 ...........................................................

3、................................................................... 1 1.3 雙閉環(huán)的優(yōu)點(diǎn) ...................................................................................................................... 2 第 2 章 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) ...............................................................................

4、....................................... 2 2.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 2 2.1.1 時(shí)間參數(shù)選擇 ........................................................................................................... 3

5、 2.1.2 計(jì)算電流調(diào)節(jié)參數(shù) ................................................................................................... 3 2.1.3 校驗(yàn)近似條件 ........................................................................................................... 4 2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ...................................

6、........................................................................... 5 2.2.1 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)： ........................................................................................... 5 2.2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 .....................................................................................

7、.............. 7 2.2.3 計(jì)算控制器的電阻電容值 ....................................................................................... 7 第 3 章 仿真模塊 .............................................................................................................................. 9 3.1 電流環(huán)模塊 ..............

8、............................................................................................................ 9 3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)模塊 .......................................................................................................................... 9 第 4 章 仿真結(jié)果 .....................................

9、....................................................................................... 10 4.1 電流環(huán)仿真結(jié)果 ................................................................................................................ 10 4.2 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真結(jié)果 ...............................................................

10、................................................. 10 4.4 穩(wěn)定性指標(biāo)的分析 ............................................................................................................ 11 4.4.1 電流環(huán)的穩(wěn)定性 ....................................................................................................

11、. 11 4.4.2 轉(zhuǎn)速環(huán)的穩(wěn)定性 ..................................................................................................... 11 結(jié)論 .................................................................................................................................................. 12 參考文獻(xiàn) .......

12、................................................................................................................................... 14 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 第 1 章 雙閉環(huán)系統(tǒng)分析 1.1 系統(tǒng)介紹 整流電路可從很多角度進(jìn)行分類(lèi) , 主要分類(lèi)方法是 : 按組成的器件可分 為不可控 , 半控和全控三種 ; 按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路 ; 按交

13、 流輸入相 數(shù)分可分為單相、 雙相、 三相和多相電路 ; 按控制方法又可分 為相控整流和斬波 控制整流電路。 本系統(tǒng)采用的是三相全控橋式晶閘管相控整流電路。這是因?yàn)殡姍C(jī)容量 相對(duì) 較大 , 而且要求直流脈動(dòng)小、 容易濾波。其交流側(cè)由三相電網(wǎng)直接 供電 , 直流側(cè) 輸出脈動(dòng)很小的直流電。 在分析時(shí)把直流電機(jī)當(dāng)成阻感性加 反電勢(shì)負(fù)載。 因?yàn)殡?機(jī)電流連續(xù)因此分析方法與阻感性負(fù)載相同 , 各參量 計(jì)算公式亦相同。 1.2 系統(tǒng)原理 ASR( 速度調(diào)節(jié)器 ) 根據(jù)速度指令 Un*和速度反饋 Un 的偏差進(jìn)行

14、調(diào)節(jié) , 其輸出是電流指令的給定信號(hào) Ui*( 是控制電磁轉(zhuǎn)矩 , 相應(yīng)的能夠調(diào)速  )  對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)。  ,  控制電樞電流就 ACR(電流調(diào)節(jié)器  ) 根據(jù)  Ui*  和電流反饋  Ui  的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)  ,  其輸出是 UPE(  功率變換器件的  )  的控制信號(hào)  Uc。進(jìn)而調(diào)節(jié)  UPE的輸出  ,  即電機(jī)的電

15、 樞電壓  ,  由于轉(zhuǎn)速不能突變  ,  電樞電壓改變后  ,  電樞電流跟著發(fā)生變化  , 相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也跟著變化  ,  由 Te-TL=Jdn/dt,  只要  Te 與  TL 不相等轉(zhuǎn)速會(huì) 相應(yīng)的變化。 整個(gè)過(guò)程到電樞電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡  , 轉(zhuǎn)速不 變后 ,  達(dá)到穩(wěn)定。 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 1.3 雙閉環(huán)的

16、優(yōu)點(diǎn) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)屬于多環(huán)控制系統(tǒng) , 每一環(huán)都有調(diào)節(jié)器 , 構(gòu)成一個(gè)完 整的閉環(huán)系統(tǒng)。工程設(shè)計(jì)方法遵循先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的原則。步驟為 : 先設(shè)計(jì)電 流環(huán) ( 內(nèi)環(huán) ) , 對(duì)其進(jìn)行必要的變換和近似處理 , 然后依照電流環(huán)的控制要 求確定把它校正成哪一種典型系統(tǒng), 再根據(jù)控制對(duì)象確定其調(diào)節(jié)器的類(lèi)型 , 最后根據(jù)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求來(lái)確定其調(diào)節(jié)器的有關(guān)參數(shù)。 電流環(huán)設(shè)計(jì)完成 以后 , 把電流環(huán)看成轉(zhuǎn)速環(huán) ( 外環(huán) ) 中的一個(gè)環(huán)節(jié) , 再用同樣的方法設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速環(huán)。 在電流檢測(cè)信號(hào)中常有交流分

17、量 , 為了不讓它影響調(diào)節(jié)器的輸入, 加 入了低通濾波器 , 然而濾波環(huán)節(jié)能夠使反饋信號(hào)延遲 , 為了消除此延遲在 給定位置加一個(gè)相同時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)。 同理 , 由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速 反饋電壓常含有換向紋波 , 因此也在給定和反饋環(huán)節(jié)加入濾波環(huán)節(jié)。 第 2 章 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì) 2.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 額定電流 (2-1) 額定電阻 (2-2) 設(shè)置晶閘管放大系數(shù) 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改

18、正或者刪除。 2.1.1 時(shí)間參數(shù)選擇 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) , 利用三相橋式電路的平均控制時(shí)間 (2-3) 電流濾波時(shí)間常數(shù) (2-4) 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)和 (2-5) 2.1.2 計(jì)算電流調(diào)節(jié)參數(shù) 表 2-1 典型 I 型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)關(guān)系 m T 1 / T 2 T / T 2 1 / 5 1/10 1/ 20 1/ 30 C max/ Cb *

19、 100% 27.8% 16.6% 9.3% 6.5% tm / T 2.8 3.4 3.8 4.0 tv / T 14.7 21.7 28.7 30.4 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù) (2-6) 電流開(kāi)環(huán)增益 : (2-7) (2-8) (2-9) 機(jī)電時(shí)間常數(shù) 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 = =2s ( 2-10) 電流調(diào)節(jié)器超

20、前時(shí)間常數(shù) (2-11) 電流調(diào)節(jié)器比例參數(shù) (2-12) 2.1.3 校驗(yàn)近似條件 電流環(huán)截止頻率 (2-13) ① 電力電子變換器純滯后的近似處理 (2-14) ② 不考慮反電動(dòng)勢(shì)的變化對(duì)電流環(huán)的動(dòng)態(tài)影響 (2 -15) ③ 電流環(huán)小慣性群的近似處理 (2-16) 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算得 , 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)為 需要求的只 Ki, 可依照所要求的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)來(lái)

21、選取。 流超調(diào)量為σ %5  Ki  和 , 而已經(jīng)選定 , 一般情況下 , 希望電 資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 2.2.1 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) : 放大倍數(shù) : (2-17) (2-18) 表 2-2 典型 II 型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo) h 3 4 5 6 7 8 9 10 52.6% 43.6% 37.6% 3

22、3.2% 29.8% 27.2% 25.0% 23.3% tr / T 2.40 2.65 2.85 3.0 3.1 3.2 3.3 3.35 tS / T 12.15 11.65 9.55 10.45 11.30 12.25 13.25 14.20 K 3 2 2 1 1 1 1 1 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù) 查表 2-2 得 h=5 慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù) (2-19) (2-20) 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)增益 (2-21) ASR比例系數(shù)