发布时间 : 星期四 文章电力拖动自动控制系统课程设计更新完毕开始阅读8ff4d85dad02de80d4d840ce
稳态性能，结构简单，工作可靠，设计和调试方便，达到本课程设计的要求。 双闭环直流调速系统的结构框图:
* Un + - Un
WASR(s+ U*i - Ks WACR(s) Ts+1 U- d0 Uc sUi ? 1/R Tl s+1 Id + -IdL R Tms 1/Ce E n ? 图3.1 双闭环直流调速系统的动态结构图
3.2系统设计
3.2.1电流调节器设计
3.2.1.1确定时间常数
(1) 整流装置滞后时间常数Ts。按书?1?表1-2，三相电路的平均失控时间：
Ts=0.0017s （3-1）
(2) 电流滤波时间常数Toi。
Toi=0.005s （3-2） (3) 电流环小时间常数之和T?i。按小时间常数近似处理，取为：
T?i=Ts+Toi=0.0067s (3-3）
3.2.1.2 选择电流调节器结构
根据设计要求?i数为：
WACR(s) =
?5%，并保证稳态电流无差，可按典型
I型系统设计电流
调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI电流调节器，它的传递函
Ki(?is?1) （3-4） ?is5
检查对电源电压的抗扰性能：
Tl0.03??4.48 （3-5） T?i0.0067符合典型I型系统动态抗扰性能，并且各项性能指标都是可以接受的。
3.2.1.3计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数：
?i=Tl=0.03s。 （3-6）
电流环开环增益：要求?i?5%是按书?1?表2-2，应取KIT?i=0.5，因此：
0.5Ki??74.63 （3-7）
0.0067于是，ACR的比例系统为：
K??Ki?ii?1.12
KsR （3-8）
3.2.1.4 校验近似条件
电流环截至频率：
KI??ci?74.63 （3-9）
晶闸管整流装置传递函数近似的条件为：
11??196.1s?1??ci （ 3-10） 3Ts3?0.0017忽略反电动势对电流环动态影响的近似条件为：
11?3?1?94.87s?1??ci （3-11） 3TmTl0.01s?0.1s电流环小时间常数近似处理条件为：
11?3?1?180.8s?1??ci （3-12） 3TsToi0.0017s?0.002s
3.2.1.5 计算调节器电阻和电容
按所用的运算放大器取得R0?40K?。 各电容和电阻值为：
Ki?1Ri、?i?RiCi、Toi?R0Coi （2-13）
4R0 Ri=40k? （2-14）
按照上面计算所得的参数，电流环内环可以达到的动态跟随性能指标为
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?i=4.3%<5%,满足课题所给要求。
3.2.2速度调节器设计
3.2.2.1 确定时间常数
(1)电流环等效时间常数1/KI。取KIT?i=0.5，则：
1?2?0.0067?0.0134 （3-15） KI(2)转速滤波时间常数Ton。根据所用测速发电机波纹情况，取：
Ton=0.005s。 （3-16）
(3)转速环小时间常数T?n。按小时间常数近似处理，取：
T?n?1?Ton?0.0184 （3-17） KI
3.2.2.2 选择转速调节器结构
按设计要求，选用PI调节器，其传递函数为：
WASR(s)=Kn(?ns+1) （3-18） ?ns
3.2.2.3 计算转速调节器参数
按跟随性能和抗扰性能都较好的原则，现取h=5，则ASR的超前时间常数为：
?i=hT?n=5?0.0274=0.137s （3-19） 并且求得转速环开环增益为：
6??159.84s?2 （3-20） KN=h+1 2222hT?n2?25?(0.0274)则可得ASR的比例系数为：
(h+1)?CeTm6?3?0.113?0.1 Kn=??15.6 （3-21）2h?RT?n2?25?0.005?9.5?0.0274
3.2.2.4 校验近似条件
转速截止频率为：
?cn?KN?KN??n?159.84?0.137?21.9s?1 （3-22）
?1电流环传递函数简化条件为：
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1KI?3?135.1?63.7s?1??cn （3-23） 3T?i0.037转速环外环的小时间常数近似处理条件为：
1KI?3?135.1?27.4s?1??cn 32-24） 3Ton0.02
3.2.2.5 计算调节器电阻和电容
按所用的运算放大器取R0=40k?。
各电容和电阻值为：
Rn?Kn?R0?15.6?40K??625K?， （3-25） Cn??n?0.137?0.22?F （3-26）
Rn625K?
3.2.2.6 校核转速超调量
当h=5时，由书?1?可以查得：?n=37.6%，这并不能满足课题所给要求。实际上，由于表2-6是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR已经饱和，不符合如今系统的前提要求，所以应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。 如下：
?n????Cmax??nb??Cmax??nNT?n?2??z?*?*???CnCnTm?b??b?
1.2?9.50.0274?2?81.2%?2.1?0.113??4.2%?10% （3-27）
16000.1 满足课题所给要求。
第四章 系统建模及仿真实验
4.1MATLAB 仿真软件介绍
本设计所采用的仿真软件是MATLAB 7.1。
MATLAB 7.1是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。 MATLAB 7.1提供了基本的数学算法，例如矩阵运算、数值分析算法， 它还 集成了 2D 和 3D 图形功能，以完成相应数值可视化的工作，并且提供了一种交互式的高级编程语言—— M 语言，利用 M 语言可以通过编写脚本或者函数文件实现用户自己的算法。
Simulink 是基于 MATLAB 7.1 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统
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