直流双闭环调速系统的设计及仿真分析

摘   要

直流电动机双闭环调速系统在工程中应用广泛，为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计。目前广泛应用的是基于一些标准形式进行设计的系统，其优点是简单方便。计算机仿真可以不运行实际系统，只要在计算机上建立数字仿真模型，模仿被仿真对象的运行状态及其随时间变化的过程。通过对数字仿真模型的运行过程的观察和设计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特征，以此来估计和推断实际系统的真实参数和真实性能。本文介绍的是用一台1.1KW的直流电动机构成的直流双闭环调速系统。在理论的基础上设计了直流双闭环调速系统，并利用MATLAB中的SIMULINK工具箱，对直流调速系统进行仿真分析及参数调试。主要是从主电路设计、控制电路设计、数学模型的建立、系统的计算机仿真及调试等几个方面来进行设计和分析。

关键词：直流调速    双闭环系统    电流调节器   

转速调节器    计算机仿真

目录

摘   要 1

Abstract 2

目录 3

第一章  前言 1

第二章  调速方案的选择 3

2.1 主电路的方案选择 3

2.1.1可控整流器的选择 3

2.1.2可逆线路的选择 3

2.2控制电路的方案选择 4

2.3仿真工具的选择 4

第三章  主电路的设计 6

3.1原始数据 6

3.2电源的选择 6

3.3整流电路的选择 7

3.3.1整流变压器的计算 7

3.3.2整流元件的选择 8

3.3.3励磁电路元件的选择 9

3.4保护电路的设计 9

3.4.1交流侧过电压保护 10

3.4.2直流侧过电压保护 12

3.4.3晶闸管两端的过电压保护 12

3.4.4过电流保护 13

第四章  控制电路的设计 15

4.1触发电路的选择 15

4.2双闭环系统的总体设计 17

4.3直流电动机的数学模型 17

4.4电流环的设计 19

4.4.1电流调节器的工作原理 19

4.4.2电流环结构图的简化 20

4.4.3参数的确定 21

4.4.4电流调节器结构的选择及参数计算 22

4.5转速环的设计 24

4.5.1转速调节器的工作原理 24

4.5.2电流环的等效闭环传递函数 25

4.5.3参数的确定 26

4.5.4转速调节器结构的选择及参数计算 26

第五章   系统的仿真分析 31

5.1数学模型的建立 31

5.2仿真软件MATLAB的介绍 32

5.3系统的动态分析 34

5.4结论 35

致   谢 36

参考文献 37