| 毕业设计 直流闭环脉宽调速系统与仿真，共45页，18006字 摘要 直流电动机具有优良的调速特性，如调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动中获得了广泛应用如切削机床，造纸机等。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现；软件设计中，进行电流环和速度环中控制量的计算以及相位角度的计算，产生脉冲触发信号。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计,并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行. 关键词 动态控制 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 速度环 电流环PWM 双闭环系统 仿真 目录 摘要 I Abstract II 第一章 绪 论 1 1.1 直流调速概念 1 1.2 直流调速系统的发展史 1 1.3 研究双闭环直流调速系统的目的和意义 2 1.4 本文的研究内容 3 第二章 直流调速系统 4 2.1 直流调速系统的调速原理及性能指标 4 2.1.1 直流调速系统的调速原理 4 2.1.2 直流调速系统的性能指标 4 2.1.3 动态性能指标 6 2.2 电流、转速双闭环直流调速系统的理论分析 8 2.2.1 双闭环调速的工作过程和原理 8 2.2.2 双闭环直流调速系统的组成及其静特性 8 2.3 双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析 11 2.3.1 双闭环直流调速系统的数学模型的建立 11 2.3.2 起动过程分析 12 2.3.3 动态抗干扰性分析 15 2.4 调节器的工程设计方法 15 2.4.1 PI调节器 15 2.4.2 调节器的设计方法 16 2.4.3 Ⅰ型系统与Ⅱ型系统的性能比较 16 2.4.4 转速-电流调节器结构的确定 17 2.5 电流环、速度环的设计 18 2.5.1 转速调节器、电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用 18 2.5.2 调节器的具体设计 18 第三章 PWM脉宽调制 22 3.1 PWM基本介绍 22 3.2 脉宽调制变换器 22 3.3 桥式可逆PWM变换器 23 第四章 直流电动机数学模型的建立 26 4.1 数学模型的建立 26 4.1.1 写出平衡方程式、拉普拉斯变换 26 4.1.2 动态结构图 27 4.2 本设计中电动机部分的数据采集和计算 31 第五章 双闭环直流调速系统仿真 33 5.1 MATLAB简介 33 5.2 双闭环调速系统的仿真 33 结论 36 致谢 37 参 考 文 献 38 附录 38 |
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