H桥可逆直流调速系统设计与实验.doc

目录前言……………………………………………………………………………………………… 1 摘要……………………………………………………………………………………………… 2 第一章调速系统总体方案设计……………………………………………………………… 3 转速、电流双闭环调速系统的组成……………………………………………………… 3 . 稳态结构图和静特………………………………………………………………………… 4 各变量的稳态工作点和稳态参数计算……………………………………………… 6 双闭环脉宽调速系统的动态性能…………………………………………………………… 7 动态数学模型………………………………………………………………………… 7 起动过程分析………………………………………………………………………… 7 动态性能和两个调节器的作用…………………………………………………… 8 第二章 H 桥可逆直流调速电源及保护系统设计…………………………………………… 11 第三章调节器的选型及参数设计…………………………………………………………… 13 电流环的设计…………………………………………………………………………… 13 速度环的设计……………………………………………………………………………… 15 第四章 Matlab/Simulink 仿真………………………………………………………………… 17 第五章实物制作……………………………………………………………………………… 20 第六章性能测试……………………………………………………………………………… 22 SG3525 性能测试………………………………………………………………………… 22 开环系统调试…………………………………………………………………………… 23 总结…………………………………………………………………………………………… 26 参考文献……………………………………………………………………………………… 26 1 前言随着交流调速的迅速发展,交流调速技术越趋成熟,以及交流电动机的经济性和易维护性,使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场,并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。采用转速负反馈和 PI 调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高,如要求快速起制动、突加负载动态速降时,单闭环系统就难以满足。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程中的电流或转矩。在单闭环系统中,只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的,但它只是在超过临界电流值以后,靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想的控制电流的动态波形。实际工作中,在电机最大电流受限的条件下,充分利用电机的允许过载能力,最好是在过渡过程中始终保持电流转矩为允许最大值,使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动,到达稳定转速后,又让电流立即降下来,使转矩马上与负载相平衡,从而转入稳态运行。实际上,由于主电路电感的作用,电流不能突跳,为了实现在允许条件下最快启动,关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程,按照反馈控制规律,电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈,而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端,到达稳态转速后,又希望只要转速负反馈,不要电流负反馈发挥主作用,因此需采用双闭环直流调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。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 的无静差调速系统。项目分工:参数计算: 仿真: 电路设计: 电路焊接: PPT 答辩: 2 摘要本设计的题目是基于 SG3525 的双闭环直流电机调速系统的设计。SG3525 是电流控制型 PWM 控制器,所谓电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型控制器。如果对系统的动态性能要求较高,则单闭环系统就难以满足需要。而转速、电流双闭环直流调节系统采用 PI调节器可以获得无静差;构成的滞后校正,可以保证稳态精度; 虽快速性的限制来换取系统稳定的,但是电路较简单。所以双闭环直流调速是性能