h桥可逆直流调速系统课设.doc

燕山大学 课 程 研 究 项 目 报 告 项目名称： H桥可逆直流调速系统设计与实验 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 日期： 2014年6月日 录 第一章 摘要…………………………………………………………………………………1 第二章 前言…………………………………………………………………………………2 第三章 报告研究正文………………………………………………………………………3 3.1 调速控制系统设计…………………………………………………………………3 3.2 电源及操作系统设计………………………………………………………………7 3.3 双闭环调节器电路设计……………………………………………………………11 3.4 参数计算与计算机仿真……………………………………………………………12 3.5 实物制作……………………………………………………………………………17 3.6 性能测试……………………………………………………………………………19 第四章 结论…………………………………………………………………………………20 参考文献 ……………………………………………………………………………………21  摘要 本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计根据直流调速双闭环控制系统的工作原理利用、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。项目预期成果： 设计一个双闭环可逆直流调速系统，实现电流超调量小于等于5%；转速超调量小于等于5%；过渡过程时间小于等于0.1s的无静差调速系统。 项目分工如下表所示： 组长 组员 项目分工 电机参数测量 参数计算 仿真 电路设计 电路焊接 电路调试 方案设计、方案论证、PPT制作、方案总结 第三章 研究报告正文 3.1 调速控制系统设计 3.1.1．动静态性能指标规划： 静态指标：稳态无静差。 动态指标：电流超调量小于等于5%； 转速超调量小于等于5%； 过渡过程时间小于等于0.1s。 3.1.2控制系统动静态数学模型建立： 双闭环直流调速系统的静特性分析: 分析静特性的关键是掌握PI调节器的稳态特征，一般存在两种状况：饱和——输出达到限幅值，不饱和——输出未达到限幅值。当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和，换句说，饱和的调节器暂时隔断了输入和输出的联系相当于使该调节环开环。当调节器不饱和时，PI的作用使输入偏差电压ΔU在稳态时总为零。 图一 双闭环直流调速系统的稳态结构框图 实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。 图二 双闭环直流调速系统的静特性 控制系统动态性能分析： 由于在起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成图中标明的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段 ：第一阶段是电流上升阶段，第二阶段是恒流升速阶段，第三阶段是转速调节阶段。 图三 启动过程电流转速波形 动态抗干扰性分析:一般来说，双闭环调速系统具有比较满意的动态性能，对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能。主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动。 抗负载扰动 由双闭环直流调速系统的动态结构图上可以看出，负载扰动作用在电流环之后，因此，只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR时，应要求有较好的抗扰性能指标。 抗电网电压扰动 电网电压变化对调速系统也产生扰动作用。在双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。因此，在双闭环系统中，由电网电波动引起的转速动态变化会小得多. 3.1.3调速系统总体结构设计： 双闭环调速系统的工作过程和原理：电动机在启动阶段，电动