運動系統(tǒng)課程設(shè)計--雙閉環(huán)v-m調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計

1、<p>　　電機及其運動控制系統(tǒng)</p><p><b>　　課程設(shè)計說明書</b></p><p>　　題目：雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電</p><p>　　流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計</p><p>　　學院： 自動化學院 </p><p>　　專

2、業(yè)： 自動化 </p><p>　　姓名： </p><p>　　學號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2013年11月20日</p><p>&

3、lt;b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計簡單介紹了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理和動態(tài)結(jié)構(gòu)，并基于相關(guān)原理，根據(jù)設(shè)定的電機參數(shù)等已知條件和要求按工程設(shè)計方法對雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主回路、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）和電流調(diào)節(jié)器（ACR）及其限幅電路進行設(shè)計，并對該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器有關(guān)參數(shù)進行了計算。最終完成了雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)的主電路以及電流、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計，并用Simulink進行了仿真驗證，總

4、結(jié)了設(shè)計心得。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)；調(diào)速系統(tǒng)；ASR；ACR；設(shè)計；計算；Simulink仿真</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書4</b></

5、p><p><b>　　一、設(shè)計題目4</b></p><p><b>　　二、具體內(nèi)容4</b></p><p>　　三、已知條件及直流電機相關(guān)參數(shù)4</p><p><b>　　四、設(shè)計要求5</b></p><p><b>　　引

6、 言5</b></p><p>　　1. 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)6</p><p><b>　　1.1 概述6</b></p><p>　　1.2 系統(tǒng)組成及原理7</p><p>　　1.3 系統(tǒng)的靜特性與動特性8</p><p>　　2.系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)計及參數(shù)計算9</p

7、><p>　　2.1 電流環(huán)的設(shè)計9</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計11</p><p>　　3. 系統(tǒng)主回路及控制電路設(shè)計13</p><p>　　3.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主回路電路13</p><p>　　3.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)控制電路13</p><p>　　3.2.1 轉(zhuǎn)速

8、給定器（G）13</p><p>　　3.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）14</p><p>　　3.2.5 電流調(diào)節(jié)器（ACR）15</p><p>　　3.2.6 電流互感器（TA）16</p><p>　　3.2.7 觸發(fā)器（GT）16</p><p>　　3.2.8 轉(zhuǎn)速變速器（FBS）17</

9、p><p>　　3.2.9 直流穩(wěn)壓電源（DC RPS）18</p><p>　　4. Simulink仿真18</p><p>　　4.1 仿真模型的建立18</p><p>　　4.2 仿真波形19</p><p>　　6. 設(shè)計心得21</p><p>　　7. 參考文獻23<

10、;/p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計題目</b></p><p>　　雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計</p><p><b>　　二、具體內(nèi)容</b></p><p>　?。?）主

11、回路及其保護系統(tǒng)的設(shè)計；</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器及其限幅電路的設(shè)計；</p><p>　　三、已知條件及直流電機相關(guān)參數(shù)</p><p>　　采用晶閘管三相橋式全控整流電路供電，基本數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　直流電動機=220V，=136A，=1460r/min，電樞電阻=0.2Ω，允許過載倍數(shù)λ=1.5；</

12、p><p>　　晶閘管裝置=0.00167s，放大系數(shù)=40；</p><p>　　平波電抗器：電阻、電感；</p><p>　　電樞回路總電阻R=0.5Ω；電樞回路總電感L=15mH；</p><p>　　電動機軸上的總飛輪慣量GD2=22.5N·m2；</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器最大給定值=10.2V，轉(zhuǎn)

13、速調(diào)節(jié)器最大給定值=10.5V；</p><p>　　電流濾波時間常數(shù)=0.002s，轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)=0.01s。</p><p>　　設(shè)計要求：1.穩(wěn)態(tài)指標：轉(zhuǎn)速無靜差；2.動態(tài)指標：電流超調(diào)量；空載啟動到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。</p><p><b>　　四、設(shè)計要求</b></p><p>　　1.寫出設(shè)計說明書

14、，內(nèi)容包括</p><p>　?。?）各主要環(huán)節(jié)的工作原理；</p><p>　　（2）整個系統(tǒng)的工作原理；</p><p>　?。?）調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算過程。</p><p>　　2.畫出一張詳細的電氣原理圖</p><p>　　3.采用Matlab中的Simulink軟件對整個調(diào)速系統(tǒng)進行仿真研究，對計算得到的調(diào)節(jié)器

15、參數(shù)進行校正，驗證設(shè)計結(jié)果的正確性。將Simulink仿真模型，以及啟動過程中的電流、轉(zhuǎn)速波形圖附在設(shè)計說明書中。 </p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　電機自動控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機械、礦冶、石油、化工、紡織和軍工等行業(yè)，這些行業(yè)中絕大部分生產(chǎn)機械都采用電動機作原動機。有效地控制電機從而提高其運行性能對國民經(jīng)濟具有十分重要的現(xiàn)實意義。

16、</p><p>　　自上個世紀40年代以來約半個世紀的時間里，直流電動機幾乎是唯一能實現(xiàn)高性能拖動控制的電動機，其定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場相互獨立并且正交，為控制提供了便捷的方式，使得電動機具有優(yōu)良的起動、制動和調(diào)速性能。盡管近年來直流電動機不斷受到交流電動機及其它電動機的挑戰(zhàn)，但至今直流電動機仍然是大多數(shù)變速運動控制和閉環(huán)位置伺服控制首選，因為它具有良好的線性特性、優(yōu)異的控制性能和高效率等優(yōu)點。直流調(diào)速仍然是目前最

17、可靠，精度最高的調(diào)速方法。</p><p>　　本課程設(shè)計的主要任務(wù)就是應(yīng)用自動控制理論和工程設(shè)計的方法對直流調(diào)速系統(tǒng)進行設(shè)計和控制，設(shè)計出能夠達到參數(shù)指標要求的電力拖動系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，并應(yīng)用MATLAB軟件中的Simulink模塊對設(shè)計的系統(tǒng)進行仿真和校正以最終滿足預設(shè)指標的目的。</p><p>　　采用轉(zhuǎn)速負反饋和PI調(diào)節(jié)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差，如果附帶電流截止負反饋作限

18、流保護則可以限制電流的沖擊，但并不能控制電流的動態(tài)波形。我們希望系統(tǒng)在啟動時，一直能有電機過載能力允許條件下的最大電流，電機有最大的啟動轉(zhuǎn)矩和最短的啟動時間，這一點利用單一的電流截止負反饋是很難實現(xiàn)的。</p><p>　　此外，在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，用一個調(diào)節(jié)器綜合多種信號，使各參數(shù)間相互影響，將導致難于進行調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)控。例如，在帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)中，同一調(diào)節(jié)器擔負著正常負載時的速度調(diào)節(jié)

19、和過載時的電流調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器的動態(tài)參數(shù)無法保證兩種調(diào)節(jié)過程均具有良好的動態(tài)品質(zhì)。為了解決單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題，可以采用轉(zhuǎn)速、電流串級調(diào)速系統(tǒng)，即轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，采用兩個調(diào)節(jié)器分別對轉(zhuǎn)速和電流進行調(diào)節(jié)。這就是本次課程設(shè)計需要完成的任務(wù)。</p><p>　　1. 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)</p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p

20、>　　在許多應(yīng)用場合，為了充分發(fā)揮生產(chǎn)機械的效能提高生產(chǎn)率，速度控制系統(tǒng)經(jīng)常處于起動、制動、反轉(zhuǎn)以及突加負載等過渡過程中，所以要求速度控制系統(tǒng)有較好的動態(tài)性能。對高性能、靜態(tài)的速度控制系統(tǒng)的要求是具有快速跟隨特性（起制性）、較好的抗干擾性和高可靠性（可瞬態(tài)過載但不過電流）。因此引入了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速體統(tǒng)。</p><p>　　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速負反饋

21、和比例積分調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)在穩(wěn)定的條件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié)，但是該控制系統(tǒng)也有自身的缺點，比如要求快速啟動、突加負載動態(tài)速降等。將電流截止負反饋環(huán)節(jié)與轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)合在一起，可以專門用來控制電流。從工作原理上分析，它只能是在超過臨界電流值以后，才能靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。由于電流截止負反饋只能限制最大電流，電機轉(zhuǎn)矩也隨電流的減小而下降，使啟動加速過程變慢，啟動的時間也比

22、較長，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，如龍門刨床、可逆軋鋼機等要求經(jīng)常正反轉(zhuǎn)運行的調(diào)速系統(tǒng)為了提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，要求盡量縮短起、制動過程的時間。為了能實現(xiàn)在允許條件下最快啟動，依照反饋控制規(guī)律，經(jīng)論證與實踐，采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)就能達到上述要求。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)組成及原理</p><p>　　為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電

23、流即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套鏈接，如圖1所示為轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中兩個調(diào)節(jié)器ASR和ACR分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級連接，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。電流環(huán)在內(nèi)，稱之為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外，稱之為外環(huán)，這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　為獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩

24、個調(diào)節(jié)器一般采用PI調(diào)節(jié)器，這樣就構(gòu)成了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。兩個調(diào)節(jié)器輸出都帶有限幅，ASR的輸出限幅Uim決定了電流調(diào)節(jié)器ACR的給定電壓最大值Uim；電流調(diào)節(jié)器ACR輸出限幅電壓Ucm限制了整流器輸出最大電壓值和最小觸發(fā)角α。</p><p>　　1.3 系統(tǒng)的靜特性與動特性</p><p>　　靜特性：在正常負載情況下，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和，電流調(diào)節(jié)器也不飽和。穩(wěn)態(tài)

25、時，依靠調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，它們的輸入電壓偏差電壓都是零，因此，系統(tǒng)具有絕對硬的靜特性。</p><p>　　當電動機的負載電流上升時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出也將上升，當Id上升到一定數(shù)值時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出達到限幅值，轉(zhuǎn)速環(huán)失去調(diào)節(jié)作用，呈開環(huán)狀態(tài)，速度的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生那個影響，此時只剩下電流環(huán)起作用。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示：</p><p>　　動特性：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)

26、結(jié)構(gòu)如圖4所示，由于電流檢測信號中常含有交流分量，須加低通濾波，其濾波時間常數(shù)Toi按需要選定。濾波環(huán)節(jié)可以抑制反饋信號中的交流分量，但同時也給反饋信號帶來了延滯。為了平衡這一延滯作用，在給定信號通道中加入一個相同時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。其作用是：讓給定信號和反饋信號經(jīng)過同樣的延滯，使二者在時間上得到恰當?shù)呐浜希瑥亩鴰碓O(shè)計上的方便。由測速發(fā)電機得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有電機的換向紋波，因此也需要濾波，濾波時間常數(shù)用Ton表示

27、。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道中也配上時間常數(shù)為Ton的給定濾波環(huán)節(jié)。</p><p>　　2.系統(tǒng)各環(huán)節(jié)設(shè)計及參數(shù)計算</p><p>　　2.1 電流環(huán)的設(shè)計</p><p><b>　?。?）確定時間常數(shù)</b></p><p>　?、匐娏鳝h(huán)小時間常數(shù)：由于已給,因此=+=0.00367s；</p&

28、gt;<p>　?、陔姌谢芈窌r間常數(shù)：=L/R=0.015/0.5=0.03s。</p><p>　?。?）確定電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和參數(shù)</p><p><b>　?、俳Y(jié)構(gòu)選擇</b></p><p>　　根據(jù)性能指標要求: , ,抗干擾性能適中,因此電流環(huán)按典型型系統(tǒng)設(shè)計，調(diào)節(jié)器選用PI,其傳遞函數(shù)為</p><

29、p><b>　?、趨?shù)計算</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　為了將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)，τi應(yīng)對消控制對象中的大慣性環(huán)節(jié)時間常數(shù)T1，即取τi=T1=0.03s；為了滿足σi≤5%的要求，應(yīng)取Kop，iT∑i=0.5，因此，有</p><p>　　Kop，i=1/2T∑i=1/

30、2*0.00367=136.2s-1</p><p>　　于是可以求得ACR的比例放大系數(shù)為</p><p>　　Ki=Kop，iτiR/βKs=136.2*0.03*0.5/0.05*40=1.022</p><p><b>　　校驗近似條件：</b></p><p>　　a．晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)近似條件wci≤1/

31、3Ts，wci= Kop，i=136.2s-1，而1/3Ts=199.6s-1顯然滿足近似條件；</p><p>　　b．電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件wci≤ 1/3(1/TsToi)1/2，而1/3(1/TsToi)1/2=182.4s-1> wci，顯然也滿足近似條件。</p><p>　?、酆雎苑措妱觿輰﹄娏鳝h(huán)影響的條件</p><p><b>

32、;　　由于，；</b></p><p><b>　　所以，；</b></p><p><b>　　因此，</b></p><p><b>　　。</b></p><p>　　查表1（典型Ⅰ型系統(tǒng)參數(shù)與動態(tài)跟隨性能指標的關(guān)系），設(shè)計后電流環(huán)可以達到的動態(tài)指標為=4.3

33、%<5%,滿足設(shè)計要求。</p><p>　　表1 典型Ⅰ型系統(tǒng)參數(shù)與動態(tài)跟隨性能指標的關(guān)系</p><p>　　2.2 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計</p><p><b>　?。?）確定時間常數(shù)</b></p><p>　　①電流環(huán)等效時間常數(shù)：由于電流環(huán)按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計，且參數(shù)選擇為Kop,i, T∑i=0.5，因此電流

34、環(huán)等效時間常數(shù)為2 T∑i=2×0.00367=0.00734s。</p><p>　?、谵D(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T∑n：已知轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)為Ton=0.01s ，因此轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T∑n=2 T∑i+Ton=0.00734+0.01=0.01734s。</p><p>　　（2）確定轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)和參數(shù)</p><p><b>　?、俳Y(jié)構(gòu)選擇<

35、;/b></p><p>　　由于設(shè)計要求無靜差，因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，又考慮到動態(tài)要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p><b>　?、趨?shù)計算</b></p><p>　　綜合考慮動態(tài)抗擾性

36、能和起動動態(tài)性能，取中頻寬h=5較好，ASR的超前時間常數(shù)為，轉(zhuǎn)速開環(huán)放大系數(shù)為</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　于是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)為</p><p>　　\* MERGEFORMAT </p><p>　　校驗近似條件和性能指標</p><p><b>　　

37、①</b></p><p><b>　　而，滿足等效條件；</b></p><p>　?、谵D(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件，此時</p><p><b>　　滿足近似處理條件。</b></p><p><b>　?、坜D(zhuǎn)速超調(diào)量為</b></p><p

38、><b>　　同時，有</b></p><p>　　，取中頻寬為，取。因此</p><p><b>　　能夠滿足設(shè)計要求。</b></p><p>　　ACR和ASR的傳遞函數(shù)</p><p>　　3. 系統(tǒng)主回路及控制電路設(shè)計</p><p>　　3.1 雙閉環(huán)調(diào)速系

39、統(tǒng)主回路電路</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主回路電路見圖5所示，其實質(zhì)上就是一個三相橋式整流電路，通過該電路，三相交流電源被整流成為可供直流電機負載運行的直流電源。</p><p>　　圖5 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)主回路電路圖</p><p>　　3.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)控制電路</p><p>　　3.2.1 轉(zhuǎn)速給定器（G）</p>

40、;<p>　　轉(zhuǎn)速給定器電路見圖7所示，其由兩個保護電阻R1與R2、兩個電位器R3與R4及兩個單刀雙擲開關(guān)J1與J2組成；</p><p>　　電位器R3與R4分別用來調(diào)節(jié)正負電壓的大小，從而改變給定電壓即給定轉(zhuǎn)速的大小；</p><p>　　單刀雙擲開關(guān)J1控制給定電壓的正負，即控制電機的正反轉(zhuǎn)速；J2則用于控制運行與停止。</p><p>　　圖6

41、 轉(zhuǎn)速給定器電路圖</p><p>　　3.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路見圖7所示，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的功能是對給定和反饋兩個輸入量進行加法、減法、比例、積分和微分等運算，使其輸出按某一規(guī)律變化。 它由運算放大器，輸入與反饋網(wǎng)絡(luò)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用電路運算放大器，它具有兩個輸入端，同相輸入端

42、和反相輸入端，其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 也可當作電壓調(diào)節(jié)器 AVR 來使用，輸出電壓與兩個輸入端電壓之差成正比。電路運算放大器具有開環(huán)放大倍數(shù)大，零點漂移小，線性度好，輸入電流極小和輸出阻抗小等優(yōu)點，可以構(gòu)成理想的調(diào)節(jié)器。</p><p>　　圖7 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路圖</p><p>　　3.2.5 電流調(diào)節(jié)器（ACR）</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器電路見圖8所示，其適

43、用于可控制傳動系統(tǒng)中，對其輸入信號（給定量和反饋量）可進行加法、減法、比例、積分、微分和延時等運算或者同時兼做上述幾種運算以使其輸出量按某種預定規(guī)律變化。</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器由以下幾部分組成：運算放大器，二極管限幅、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)、反饋阻抗網(wǎng)絡(luò)等。</p><p>　　圖8 電流調(diào)節(jié)器電路圖</p><p>　　3.2.6 電流互感器（TA）</p&

44、gt;<p>　　電流互感器電路如圖9所示，本系統(tǒng)中的電流互感器采用不完全星形接線，用于測量顯三相三線電力裝置中的三相電流。</p><p>　　圖9 電流互感器電路圖</p><p>　　3.2.7 觸發(fā)器（GT）</p><p>　　觸發(fā)器電路見圖10所示，采用集成觸發(fā)器。</p><p>　　集成觸發(fā)電路具有可靠性高，技術(shù)

45、性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便等優(yōu)點。</p><p>　　晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及，已逐步取代分立式電路。</p><p>　　圖10 觸發(fā)器電路圖</p><p>　　3.2.8 轉(zhuǎn)速變速器（FBS）</p><p>　　轉(zhuǎn)速變換器電路如圖11所示，其用于轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，將直流測速發(fā)電機的輸出電壓變換成適用于控制單元并與轉(zhuǎn)

46、速成正比的直流電壓作為速度反饋。</p><p>　　圖11 轉(zhuǎn)速變換器電路圖</p><p>　　3.2.9 直流穩(wěn)壓電源（DC RPS）</p><p>　　直流穩(wěn)壓電源電路如圖12所示，其由三相交流電經(jīng)整流和穩(wěn)壓所得，用于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中所有需要±15V直流電源的器件。</p><p>　　圖12 直流穩(wěn)壓電源電路圖<

47、;/p><p>　　4. Simulink仿真</p><p>　　4.1 仿真模型的建立</p><p>　　進入MATLAB，單擊MATLAB命令窗口工具欄中的Simulink圖標，打開Simulink模塊瀏覽器窗口。</p><p>　　打開模型編輯窗口，選中所需的子模塊，拖入模型編輯窗口。雙擊模塊圖案，則出現(xiàn)關(guān)于該圖案的對話框，通過修改對

48、話框內(nèi)容來設(shè)定模塊的參數(shù)，模塊中需要修改的相關(guān)參數(shù)由前部分中計算所得。</p><p>　　完成了對模塊參數(shù)的調(diào)整后就可以根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖對各模塊予以連接，完整的仿真模型如圖13所示。</p><p><b>　　4.2 仿真波形</b></p><p>　　電機啟動時，仿真的電流曲線、轉(zhuǎn)速曲線分別如圖14、15、16。由圖易

49、見，滿足轉(zhuǎn)速超調(diào)量，電流超調(diào)量。</p><p>　　由Simulink仿真的波形來看，各個環(huán)節(jié)參數(shù)的設(shè)計和校正是較為合理的，綜上可以認為，雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計滿足了設(shè)計要求。</p><p>　　圖13 電流環(huán)電流圖</p><p><b>　　圖15 電流曲線圖</b></p><

50、p><b>　　圖16 轉(zhuǎn)速曲線圖</b></p><p><b>　　6. 設(shè)計心得</b></p><p>　　本人此次負責總體設(shè)計，查閱了各種相關(guān)資料和比對了多種類型的相似電路。對于主控電路，在實際應(yīng)用中已經(jīng)有了較為成熟的設(shè)計，以三相橋式全控整流電路為主，故此次也選擇了該方案。</p><p>　　對于控制電路

51、，先根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，結(jié)合實際應(yīng)用中對關(guān)鍵電氣參數(shù)的要求，完善出實用的電氣結(jié)構(gòu)，作出結(jié)構(gòu)圖，對具有特定功能的部件進行模塊化，以方便下一步對每一模塊功能的設(shè)計。雖然查閱了很多資料，但由于對雙閉環(huán)直流調(diào)速的設(shè)計多停留在理論設(shè)計環(huán)節(jié)，給出的具體實現(xiàn)調(diào)節(jié)控制的電路較少，完成每一個模塊控制器件的設(shè)計還是具有一定難度的。通過尋找成熟的原理電路，結(jié)合本系統(tǒng)的具體需要和自己的理解，我選擇并修改了查找到的類似功能電路，使得其更適用于本系統(tǒng)

52、。在設(shè)計完成后，聽取了本組成員的意見，對電機控制電路的功能進行了改進和完善，并用multisim對所有電路圖進行了繪制。</p><p>　　本次課程設(shè)計我學到了很多新的東西，極大地拓寬了知識面,鍛煉了能力，綜合素質(zhì)得到較大提高，感到收獲不小。同時也發(fā)現(xiàn)了大量問題，有些在設(shè)計過程中已經(jīng)解決，有些還要待今后慢慢學習，只要學習就會有更多的問題，有更多的難點，但也會有更多的收獲。</p><p>

53、;　　總之，課程設(shè)計作為一種教學方式，鞏固了我們課堂上所學的知識，提高了我們對知識學習的熱情，鍛煉了我們運用知識解決實際問題的能力，讓我們收獲了很多。</p><p>　　由于本人水平有限，所設(shè)計的系統(tǒng)可能有不當之處，懇請老師不吝指正。</p><p><b>　　7. 參考文獻</b></p><p>　　1．陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)——

54、運動控制系統(tǒng)（第3版）．機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　2．李華德等．電力拖動控制系統(tǒng)（運動控制系統(tǒng)）．電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　3．阮毅，陳維鈞．運動控制系統(tǒng)．清華大學出版社，2006</p><p>　　3．王鑒光．電機控制系統(tǒng)．機械工業(yè)出版社，1994</p><p>　　4．王兆安，劉進軍．電力

55、電子技術(shù)（第5版）．機械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　5．張志涌等．精通MATLAB R2011a．北京航空航天大學出版社，2011</p><p>　　6．曾軍，方厚輝．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID 控制及其MATLAB 仿真．現(xiàn)代電子技術(shù)，2004，27(2)：51-52</p><p>　　7．張澤旭．神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制與MATLAB 仿真．哈爾濱工業(yè)大學出版社，