毕业论文-直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模及仿真.doc

1 一、课程设计题目:直流调速系统设计及仿真和串级调速系统建模及仿真二、设计目的: 《控制系统课程设计》是继“自动控制系统”课之后开设的实践性环节课程。由于它是一门理论深、综合性强的专业课, 单是学****理论而不进行实践将不利于知识的接受及综合应用。本课程设计将起到从理论过渡到实践的桥梁作用, 通过该环节训练达到下述教学目的: 1、通过课程设计, 使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课方面的基本知识、基本理论和基本技能,达到培养学生独立思考、分析和解决问题的能力。 2 、通过课程设计,让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作,使学生熟悉设计过程, 了解设计步骤, 达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。 3 、通过课程设计,提高学生理论联系实际,综合分析和解决实际工程问题的能力。通过它使学生理论联系实际, 以实际系统作为实例, 对系统进行分析设计, 掌握控制系统设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范、设计步骤方法及系统调试步骤。通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。培养学生的创新意识和创新精神, 为今后走向工作岗位从事技术打下良好基础。三、课程设计内容(含技术指标) 1. 直流调速系统设计及仿真题目和设计要求: (1) 电机数如下表: 机架序号电动机型号 P n( KW)U n(V)I n(A)n n( r/min )R a(Ω) GD a 2( Nm 2) P极对数 1 Z2-91 48 230 209 1450 1 (2) 技术数据 =2R a ;总飞轮力矩: a GD GD ?。 “双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。 :调速范围D= 10 ,静差率S ? 5%:稳态无静差,电流超调量%5%? i?;启动到额定转速时的转速退饱和超调量%10 ? n?。 、过压、过载和缺相保护。 。 。(3) 设计的内容 1. 调速的方案选择(1) 直流电动机的选择(根据上表按小组顺序选择电动机型号) (2) 电动机供电方案的选择(要求通过方案比较后,采用晶闸管三相全控整流器供电方案); (3) 系统的结构选择(要求通过方案比较后,采用转速电流双闭环系统结构); (4) 确定直流调速系统的总体结构框图。 2. 主电路的计算(可参考“电力电子技术”中有关主电路技术的章节) (1) 整流变压器计算,二次侧电压计算;一、二次侧电流的计算;容量的计算。(2) 晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、电流计算。 2 (3) 晶闸管保护环节的计算。 a) 交流侧过电压的保护; b) 阻容保护、压敏电阻保护计算; c) 直流侧过电压保护; d) 晶闸管及整流二极管两端的过电压保护; e)过电流保护。 f) 交流侧快速熔断器的选择, 与元件全连的快速熔断器的选择, 直流侧快速熔断器的选择。(4) 平波电抗器计算。 3. 触发电路的选择与校验触发电路种类多,可直接选用,电路中元器件参数可参照有关电路进行选用。 4. 控制电路设计计算: 主要包括:给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算、调速系统的稳态参数计算。 5. 双闭环直流调速系统的动态设计: 主要设计转速调节器和电流调节器,可参阅双闭环调速系统调节器的工程设计法进行设计。 6. 对系统进行仿真校验并上交设设说明书。 2. 交流调速系统建模及仿真串级调速系统系统建模及仿真: 系统设计数据技术数据: 380V , 50HZ ,三相交流供电电源绕线式三相交流异步电动机, 额定功率 P N = , 额定电压 U N =380v , 额定电流 I N =5A , 额定转速 n N =1460r/min, , J= ·m 2, Rs= Ω, P=2 。建立串级调速系统的仿真模型, 并进行参数设置。做出仿真结果,上交说明书。四、课程设计基本要求通过课程设计, 学生应掌握控制系统工作原理、总体方案确定原则、主电路设计及元器件选型、控制回路设计及元器件选择、辅助回路设计等。并能熟练应用相应软件绘制原理图, 并能应用控制系统仿真软件对所设计系统进行仿真实验。 1 )本课程设计应根据设计任务书以设计技术规程及规定进行,完成内容: 1. 根据设计课题的技术指标和给定条件, 能独立而正确地进行方案论证和设计计算, 要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。 2. 要求掌握直流调速系统的设计内容、方法、步骤和交流调速系统建模与仿真。 3. 学会查阅有关参考资料和