文档介绍：《运动控制系统》课程设计题目:,整流装置采用三相桥式电路,基本数据如下:直流电动机:160V、120A、1000r/min、Ce=,允许过载倍数λ=:Ks=30电枢回路总电阻:R=:Tl=,Tm=,,并用Simulink建立系统模型,给出仿真结果。系统要求:稳态指标:无静差动态指标:电流超调量σi≤5%;空载起动到额定转速时超调量σn≤10%,按工程设计方法设计双闭环调速系统的步骤如下:设计电流调节器的结构和参数,将电流环校正成典型I型系统;在简化电流环的条件下,设计速度调节器的结构和参数,将速度环校正成典型II型系统;进行Simulink仿真,验证设计的有效性。)设计思路:带转速负反馈的单闭环系统,由于它能够随着负载的变化而相应的改变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化,所以相对开环系统它能够有效的减少稳态速降。当反馈控制闭环调速系统使用带比例放大器时,它依靠被调量的偏差进行控制的,因此是有静差率的调速系统,而比例积分控制器可使系统在无静差的情况下保持恒速,实现无静差调速。对电机启动的冲击电流以及电机堵转时的堵转电流,可以用附带电流截止负反馈作限流保护,但这并不能控制电流的动态波形。按反馈的控制规律,采用某个物理量的负反馈就可以保持该基本量基本不变,采用电流负反馈就应该能够得到近似的恒流过程。另外,在单闭环调速系统中,用一个调节器综合多种信号,各参数间相互影响,难于进行调节器的参数调速。例如,在带电流截止负反馈的转速负反馈的单闭环系统中,同一调节器担负着正常负载时的速度调节和过载时的电流调节,调节器的动态参数无法保证两种调节过程均具有良好的动态品质。按照电机理想运行特性,应该在启动过程中只有电流负反馈,达到稳态转速后,又希望只有转速反馈,双闭环调速系统的静特性就在于当负载电流小于最大电流时,转速负反馈起主要作用,当电流达到最大值时,电流负反馈起主要作用,得到电流的自动保护。2)双闭环调速系统的组成:-1为转速、电流双闭环调速系统的原理图。图中两个调节器ASR和ACR分别为转速调节器和电流调节器,二者串级连接,即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内,称之为内环;转速环在外,称之为外环。两个调节器输出都带有限幅,ASR的输出限幅什Uim决定了电流调节器ACR的给定电压最大值Uim,对就电机的最大电流;电流调节器ACR输出限幅电压Ucm限制了整流器输出最大电压值,限最小触发角α。-2为双闭环调速系统的动态结构框图,由于电流检测信号中常含有交流分量,须加低通滤波,其滤波时间常数Toi按需要选定。滤波环节可以抑制反馈信号中的交流分量,但同时也给反馈信号带来了延滞。为了平衡这一延滞作用,在给定信号通道中加入一个相同时间常数的惯性环节,称作给定滤波环节。其作用是:让给定信号和反馈信号经过同样的延滞,使二者在时间上得到恰当的配合,从而带来设计上的方便。由测速发电机得到的转速反馈电压含有电机的换向纹波,因此也需要滤波,滤波时间常数用Ton表示。根据和电流环一样的道理,在转速给定通道中也配上时间常数为Ton的给定滤波环节。按工程设计方法设计双闭环系统的ACR:设计多环控制系统的一般原则是:从内环开始,一环一环地逐步向外扩展。在这里是:先从电流环入手,首先设计好电流调节器,然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器。,三相桥式电路的平均失控时间Ts=;电流滤波时间常数Toi,,为了基本虑平波头,应有(1~2)Toi=,因此取Toi=2ms=;电流环小时间常数T∑i,按小时间常数近似处理,取T∑i=Ts+Toi=。:σi%≤5%,并保证系统稳态电流无误差,因此可按典型I型系统设计,电流调节器选用PI型,其传递函数为:WACR(s)=;晶闸管装置传递函数近似条件为:=,满足近似条件;忽略反电动势对电流环影响的条件为:=,满足近似条件;小时间常数近似条件处理条件为:=,满足近似条