双闭环可逆直流脉宽调速系统

成都信息工程大学

课程实验报告

课 程 名 称

所 在 学 院 专 业 指 导 教 师 实 验 小 组 小 组 成 员

姓 名

成 绩 总 评

学 号 签 名 2016年 2 月

《电机拖动及运动控制系统I》课程实验报告

实验名称 实验地点 指导老师 一、实验目的 1. 掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的组成及主要单元部件的工作原理。 2. 掌握转速单闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。 二、实验项目 1、各控制单元的仿真调试。 2、开环机械特性n=f(Id)(n=1000r/min，n=500r/min) 的仿真测定 3、闭环静特性n=f(Id)(n=1000r/min，n=500r/min

PWM直流调速系统建模与仿真设计

PWM 直 流 调 速 系 统 的 建 模 与 仿 真 设 计

1

PWM直流调速系统建模与仿真设计

PWM双闭环直流脉宽调速系统建模与仿真设计

一、设计内容 1.1设计目的

1. 掌握转速，电流双闭环控制的PWM直流调速原理。 2. 掌握并熟练运用MATLAB对系统进行仿真。

1.2设计参数

调速系统的基本数据如下:晶闸管三相桥式全控整流电路供电的双闭环直流调速系统,直流电动机:220V,136A,1460r/min,电枢电阻Ra=0.2Ω,允许过载倍数λ= 1.5;电枢回路总电阻:R= 0.5Ω,电枢回路总电感:L= 15mH,电动机轴上的总飞轮力矩:GD2= 22.5N·m2,晶闸管装置:放大系数Ks=40,电流反馈系数:β=0.05V/A,转速反馈系数:α=0.007Vmin/r,滤波时间常数:Toi=0.002s ,Ton=0.01s

1.3设计要求

(1)稳态指标:转速无静差;

(2)动态指标:电流超调量σi≤5%,空载起动到额定转速的转速超调量σn≤10%

二、设计

课程设计

题目：转速、电流双闭环可逆直流

PWM调速系统设计

学生姓名： 学 号： 班 级: 专 业： 指导教师： 起始时间： 2016年6月6日--6月17日

摘要

直流脉宽变换器，或称为直流PWM变换器，是在全控型电力电子器件问世以后出现的能取代相控整流器的直流电源。根据PWM变换器主电路的形式可分为可逆和不可逆两大类。

电流截至负反馈环节只能限制电动机的动态电流不超过某一数值，而不能控制电流保持为某一所需值。根据反馈控制原理，以某物理量作为负反馈控制，就能实现对该物理量的无差控制。用一个调节器难以兼顾对转速的控制和对电流的控制。如果在系统中另设一个电流调节器，就可以构成电流闭环。电流调节器串联在转速调节器之后，形成以电流反馈作为内环、转速作为外环的双闭环调速系统。

利用单片机实现对直流电动机的双闭环调速，此系统使直流电机具有优良的调速特性，调速方便，调速范围广，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，制动和反转，能满足生产过程自动化系统的各种特殊运行要求。

第一章 双闭环直流调速系统的工作原理

1.1直流调速系统简介

调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最普遍的一种系统。目前，需要高性能可控电力拖动的领域多数都采用直流调速系统。

1.2晶闸管-电动机直流调速系统简介

20世纪50年代末，晶闸管（大功率半导体器件）变流装置的出现，使变流技术产生了根本性的变革，开始进入晶闸管时代。由晶闸管变流装置直接给直流电动机供电的调速系统，称为晶闸管-电动机直流调速系统，简称V-M系统，又称为静止的Ward-leonard系统。这种系统已成为直流调速系统的主要形式。

图1.1是V-M系统的简单原理图[1,3,5]。图中V是晶闸管变流装置，可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，以改变整流电压Ud，从而实现平滑调速。由于V-M系统具有调速范围大、精度高、动态性能好、效率高、易控制等优点，且已比较成熟，因此已在世界各主要工业国得到普遍应用。

- +~GT

Uc + L_~UdM

图1.1 晶闸管-电动机直流调速系统（V-M系统）

但是，晶闸管还存在以下问题：

（1）由于晶闸管的单向导电性，给系统的可逆运行造成困难；

（2） 由于晶闸管元

黄石理工学院 课程设计报告

摘要

本文实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可方便的设计各种不同的调节器参数及控制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。但怎样处理好转速控制和电流控制之间的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，如果在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串联连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出作为晶闸管触发装置的控制电压，那么这两种调节作用就能互相配合，相辅相成了。

本文利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便，高效及可靠性高等优点。

关键词：双闭环直流调速系统，晶闸管，直流电动机，MATLAB，仿真

Abstract

This paper presents the speed-current double closed-loop DC speed control system design, experimental results can be accurate visual observation of sp

广东工业大学华立学院 课程名称 自动控制系统 题目名称 双闭环直流调速系统设计和Matlab仿真 学生学部（系） 机电与信息工程学部 专业班级 13自动化1班 学生姓名 侯华杰 序号 19 学生姓名 黄苑怀 序号 22 学生姓名 方炳坤 序号 14 学生姓名 吴银泉 序号 42 指导教师 黄淑芬 2016年 6 月 13 日

广东工业大学华立学院

大作业任务书

题目名称 学生学部（系） 专业班级

一、大作业的内容

转速、电流双闭环直流调速系统的设计和Matlab仿真，包括： 1．系统框图 2．系统稳态结构图 3．系统动态结构图

4．ASR、ACR的设计和参数选择

5．Matlab仿真，通过仿真确定调节器参数并讨论PI整定规律。

二、大作业的要求与数据

黄石理工学院 课程设计报告

摘要

本文实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可方便的设计各种不同的调节器参数及控制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。但怎样处理好转速控制和电流控制之间的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，如果在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串联连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出作为晶闸管触发装置的控制电压，那么这两种调节作用就能互相配合，相辅相成了。

本文利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便，高效及可靠性高等优点。

关键词：双闭环直流调速系统，晶闸管，直流电动机，MATLAB，仿真

Abstract

This paper presents the speed-current double closed-loop DC speed control system design, experimental results can be accurate visual observation of sp

控制系统课程设计说明书

设计题目： 不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 学生姓名： 学 号：

专业班级： 学 院：

指导教师：

2013年12月13日

学生姓名 设计题目 说明书评定成绩 设计总成绩 班级 题目三：不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 答辩成绩 题目三：不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 一 性能指标要求： 稳态指标：系统无静差 动态指标：?i?5%；空载起动到额定转速时?n?10%。 二 给定电机及系统参数 PN?48KW，UN?230V，IN?209A，??2，nN?1450rmin，Ra?0.3?主回路总电阻R?0.6? 系统飞轮惯量GD2?58.02N?m2 设计要求 系统最大给定电压Unm?10V ACR、ASR调节器限幅值调到为?8V， 三 设计步骤及说明书要求 1 画出双闭环系统结构图，并简要说明工

控制系统课程设计说明书

设计题目： 不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 学生姓名： 学 号：

专业班级： 学 院：

指导教师：

2013年12月13日

学生姓名 设计题目 说明书评定成绩 设计总成绩 班级 题目三：不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 答辩成绩 题目三：不可逆V-M双闭环直流调速系统设计 一 性能指标要求： 稳态指标：系统无静差 动态指标：?i?5%；空载起动到额定转速时?n?10%。 二 给定电机及系统参数 PN?48KW，UN?230V，IN?209A，??2，nN?1450rmin，Ra?0.3?主回路总电阻R?0.6? 系统飞轮惯量GD2?58.02N?m2 设计要求 系统最大给定电压Unm?10V ACR、ASR调节器限幅值调到为?8V， 三 设计步骤及说明书要求 1 画出双闭环系统结构图，并简要说明工

第32卷第5期　2006年9月中国测试技术

CHINAMEASUREMENTTECHNOLOGYVol132　No15Sept12006　

全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统设计

刘刚利

(成都电子机械高等专科学校,四川成都610031)

摘　要:对基于微机控制的双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究,在硬件方面充分利用微机外设接口丰富,运算速度快的特点,采取软件和硬件相结合的措施,实现对转速、电流双闭环调速系统的控制。该方案以

89C52微机为核心,分别采用了8255、8253、8279、ADC0809、741914等芯片与一些外围电路。

关键词:直流可逆调速;数字触发;PWM;数字控制器

中图分类号:TP273　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:167224984(2006)0520110203

DesignofalldigitalDC2PWMtimingsystemwithadual2(C)

AbstractMsystemwithadual2converteranddual2closed2loop1Inthehardware,itfullymicrocomputerinabundantinterfaceandfastspeedtorealiz