发布时间 : 星期三 文章运动控制课程设计更新完毕开始阅读62e983325a8102d276a22f95
摘 要
在调速领域中，传统的单闭环控制系统在稳定性，快速性，尤其在抗干扰性上面均不如双闭环控制系统。在运动控制系统中双闭环的优点显而易见，被多数工业控制所采用，本文主要对双闭环控制系统的做一个数据的计算和项目设计并决定出最佳的双闭环控制工程设计。
关键词：双闭环控制系统，最佳
目 录
1. 课程设计任务书 ......................................................................................................................... 1
1.1性能指标要求 ..................................................................................................................... 1 1.2设计内容 ............................................................................................................................. 1 1.3应完成的技术文件 ............................................................................................................. 1 2．课程设计设计说明书 ................................................................................................................. 2
2.1综述 ..................................................................................................................................... 2 2.2整流电路 ............................................................................................................................. 2 2.3触发电路的选择和同步 ..................................................................................................... 3 2.4双闭环控制电路的工作原理 ............................................................................................. 4 3. 设计计算书 ................................................................................................................................. 6
3.1整流装置的计算 ................................................................................................................. 6
3.1.1变压器副方电压 .................................................................................................... 6 3.1.2变压器和晶闸管的容量 ........................................................................................ 6 3.1.3平波电抗器的电感量 ............................................................................................ 7 3.1.4晶闸管保护电路 .................................................................................................... 8 3.2 控制电路的计算 .............................................................................................................. 10
3.2.1已知参数 .............................................................................................................. 10 3.2.3预选参数 .............................................................................................................. 11 3.2.5最佳典型II型速度环的计算 ............................................................................ 13
参考资料......................................................................................................................................... 15 4.附图和附表 ................................................................................................................................. 16
4.1动态结构图和相应的动态结构参数图 ........................................................................... 16 4.2典Ⅰ典Ⅱ的开环对数幅频特性图 ................................................................................... 16 4.3系统参数表 ....................................................................................................................... 17 4.4元件明细表 ....................................................................................................................... 21 4.5系统原理图 ....................................................................................................................... 22 4.6设计小结 ........................................................................................................................... 23
1. 课程设计任务书
1.1性能指标要求
1) 调速范围D>10 2) 静差率s<5% 3) 电流超调量?i?5%
4) 空载起动到额定转速的超调量 ?n?15%调整时间 ts?1 s
5) 当负载变化20%的额定值、电网电压波动10%额定值时最大动态速降
?nmax/nN?10%，动态恢复时间 tV?0.3 s
1.2设计内容
1) 设计系统原理图
2) 计算调节器参数及其它参数 3) 编写课程设计说明书
1.3应完成的技术文件
1) 设计说明书 2) 设计计算书 3) 系统原理图 4) 电气元件明细表
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2．课程设计设计说明书
2.1综述
现代的工业控制调速领域中，双闭环控制的理念已经得到了越来越广泛的认同与应用。相对于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的弱点。双闭环控制则很好的弥补了他的这一缺陷。
双闭环控制可实现转速和电流两种负反馈的分别作用，从而获得良好的静，动态性能。其良好的动态性能主要体现在其抗负载扰动以及抗电网电压扰动之上。正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有必要对其最优化设计进行深入的探讨和研究。本次课程设计目的就是旨在对双闭环进行最优化的设计。
2.2整流电路
本次课程设计的整流主电路采用的是三相桥式全控整流电路，它可看成是由一组共阴接法和另一组共阳接法的三相半波可控整流电路串联而成。共阴极组VT1、VT3和VT5在正半周导电，流经变压器的电流为正向电流；共阳极组VT2、VT4和VT6在负半周导电，流经变压器的电流为反向电流。变压器每相绕组在正负半周都有电流流过，因此，变压器绕组中没有直流磁通势，同时也提高了变压器绕组的利用率。
三相桥式全控整流电路多用于直流电动机或要求实现有源逆变的负载。为使负载电流连续平滑，有利于直流电动机换向及减小火花，以改善电动机的机械特性，一般要串入电感量足够大的平波电抗器，这就等同于含有反电动势的大电感负载。
三相桥式全控整流电路的工作原理是当??0o时的工作情况。触发电路先后向各自所控制的6只晶闸管的门极（对应自然换相点）送出触发脉冲，即在三相电源电压正半波的1、3、5点（正半波自然换相点）向共阴极组晶闸管VT1、VT3、VT5输出触发脉冲；在三相电源电压负半波的2、4、6点（负半波自然换相点）向共阳极组晶闸管VT2、VT4、VT6输出触发脉冲。
以下三点是三相桥式全控整流电路所要遵循的规律：
1）三相桥式全控整流电路任一时刻必须有两只晶闸管同时导通，才能形成负载电流，其中一只在共阳极组，另一只在共阴极组。
2）整流输出电压波形是由电源线电压uUV、uUW、uVW、uVU、uWU和uWV的轮流输出所组成的，各线电压正半波交点1~6分别是VT1~VT6的自然换相点。
3）六只晶闸管中每管导通120o，每间隔60o有一只晶闸管换流。 综上所述，三相桥式全控整流电路的整流输出电压脉动小，脉动频率高，基波频率为300Hz，所以串入的平波电抗器电感量较小。在负载要求相同的直流电压下，晶闸管承受的最大电压，将比采用三相半波可控整流电路要减小一半，且无需要中线，谐波电流也小。所以，广泛应用于大功率直流电动机调速系统。如果为了省去整流电压器，可以选用额定电压为440V的直流电动机。相比其他各类整流电路而言，再根据其优点，所以采用三相桥式全控整流电路。
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