双闭环直流调速系统设计.doc

《电力拖动与运动控制系统》课程设计姓名:学号:专业:专题:双闭环直流调速系统的设计指导教师:设计地点:电工电子实验中心课程设计任务书专业年级自动化09-1学号学生姓名吕元祺任务下达日期:2012年4月5日设计日期:2012年4月5日至2012年4月20日设计专题题目:双闭环直流调速系统的设计设计主要内容和要求:直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用,虽然交流电机得到了越来越多的使用,但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。针对附录中提供的直流电机参数,进行直流电机调速系统的设计。要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行,具体设计内容如下。,制定系统总体方案,主要包括如下方面:(1)对现有的直流调速产品进行调查,并运行所学知识加以分析。要求必须给出一种具有代表性的直流调速产品,并给出系统控制框图;(2)给出本设计中拟采用的主电路拓扑结构,并给出选择依据;(3)采用数字处理器作为控制器,对目前调速系统中采用的数字处理器进行调查,并选择一款用于本系统的数字处理器。,针对总体方案中选定的主电路拓扑结构,并结合附录中提供的直流电机参数进行如下设计:(1)功率器件的选型,要求给出依据;(2)针对所选择的功率器件,给出其触发或驱动电路的原理图,并对驱动电路的原理简要说明;(3)根据系统控制要求,选择相应的电压、电流和温度等传感器,要求给出具体型号;(4)要求在主回路设计中需给出相应的保护电路。(1)给出双闭环直流调速系统的动态结构框图;(2)根据直流电动机和主回路参数,确定动态结构框图的具体参数;(3)运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计,要求必须给出限幅的具体参数及依据;(4)根据设计的PI调节器参数,要求给出带有内外限幅的PI调节器的模拟量电路图;(5)给出直流调速系统的完整结构框图。(1)根据上述双闭环直流调速系统的动态结构框图,建立Matlab仿真模型,并对调节器参数设计的合理性进行验证;(2)运用Matlab/Simulink下的电机模型,建立基于电机模型的仿真模型,并对调节器的参数作出调整。(1)硬件设计:根据所选数字处理器,进行相应硬件电路的设计,要求包括PWM输出、AD采样及信号处理电路、编码器接口等;(2)软件设计:给出双闭环直流调速系统的整体控制流程图,并给出增量式PI调节器、数字测速的程序流程框图。指导教师签字:日期:摘要直流电机调速系统在现代化工业生产中已经得到广泛应用。直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能,易于在大范围内平滑调速,且调速后的效率很高。针对直流电机调速的方法也很多,目前国内外也研究了一些调速的控制器。例如已经用于实际生产的直流电机无极电子调速控制器采用国际先进的IGBT大功率模块器件和独特自行设计的PWM微电子控制技术,以及节能反馈电路和丰富的保护功能控制电路。适用于无轨机车、矿山井下窄轨机车、磨床、木工机械、服装制作、纺织、造纸印刷等场所。该控制器具有调速平稳,安全可靠,提高生产效率;直流电机正反转控制简便;可以与计算机连接控制等特点。运用Simulink对直流电动机双闭环调速系统进行数学建模和系统仿真。根据仿真结果分析该调速系统满足我们的设计要求。纵观整个设计,经典部分是已学过的知识,通过毕业设计深入理解了工程设计方法,扩展了知识面,各门课程综合应用,收益颇多,使我对直流调速系统的控制有了更深的认识。但由于理论水平有限,仍有许多不足之处有待解决。关键词:双闭环;转速调节器;电流调节器,(IPM)(ACR)(ASR)