自动控制课程设计

1、自动控制课程设计LOGO目录目录总体方案设计总体方案设计1主电路与保护环节参数确定主电路与保护环节参数确定2调速系统动态参数的工程设计调速系统动态参数的工程设计3系统仿真系统仿真4LOGO自动控制系统课程设计自动控制系统课程设计总体方案设计由于生产机械对系统的静态、动态性能指标都有较严格的要求，而对减速调节和停车制动要求不高，并综合考虑经济性能指标，则采取典型的转速电流双闭环系统。LOGO总体方案设计总体方案设计1.1 转速电流双闭环调速系统结构框图LOGO总体方案设计总体方案设计该系统主要由给定环节、ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成。为了使转速负反馈和电

2、流负反馈分别起作用，系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR。电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环；转速调节器ASR和转速检测反馈回路构成转速环。LOGO自动控制系统课程设计自动控制系统课程设计主电路和保护环节参数计算二次侧相电压：AUU/）5.12.（maxd2式中， 为变流装置的最大整流输出电压（v）；A在三相桥式电路为2.34。 =112.8141.0V，取 =140VmaxdU2U2ULOGO主电路和保护环节参数计算主电路和保护环节参数计算晶闸管额定电压：m)32(TTNUU式中， 为晶闸管元件在电路中实际承受的最大电压（V） =6861029V，取 =800v。mTUn

3、TUnTU晶闸管额定电流：dfbTIKI)25.1(n式中， 为计算系数； 为最大电流。 =44.2759.02A，取 =50A。fbKdITNITNILOGO主电路和保护环节参数计算主电路和保护环节参数计算整流变压器接成Dy-11型，可以有效抑制整流时三次谐波对电网的不良影响。由于同步电压还要经过阻容滤波电路，会造成相位滞后（约30度），因此采用Yy-10的联接方式。整流变压器和同步变压器的选择：LOGO总体方案设计总体方案设计触发器电路：LOGO总体方案设计总体方案设计S3B三相晶闸管集成触发电路工作原理：三相晶闸管集成触发电路工作原理：S3B三相晶闸管集成触发电路如上页图所示，S3B电路

4、的核心模块是三块集成触发电路N1、N2、N3构成的电路，它们是KC785集成电路。一块集成触发电路可以同时发两个脉冲，这两个脉冲的相位互差180的，那么三块集成触发电路就可以同时发六个脉冲，而这三块集成触发电路是接在同步变压器的二次侧，因此三块集成触发电路发出的六个脉冲的相位互差60，满足了主电路六个晶闸管导通的必要条件。集成电路N0（CD4011）的作用是将N1N3的14、15脚输出的脉冲斩成脉冲列。集成电路N4（KC41C）的作用是对N1N3的14、15脚输出的脉冲再产生一个补脉冲。LOGO动态参数的计算动态参数的计算电流调节器和转速调节器设计 首先绘制了双闭环调速系统的动态结构图。由于电

5、流检测信号和转速检测信号中常含有交流交流分量，因此添加了低通滤波环节。根据多环控制系统的一般原则：从内环开始，一环一环地从逐步向外扩展。在该设计中，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转速环的一个环节，再设计转速调节器。LOGO动态参数的计算动态参数的计算LOGO动态参数的计算动态参数的计算电流调节器的设计 把电流环单独单独拿出来设计时首先遇到的一个问题是反电动势交叉反馈作用，它是转速环输出量对电流环的影响。而实际系统中的电磁时间常数 一般都远小于机电时间常数 ，反电动势对电流环来说只是一个变化缓慢的扰动作用，可以近似的认为 E基本lTmTLOGO动态参数计算动态参数计算

6、不变，可以将反电动势反馈断开，从而得到忽略电动势影响的电流环近似结构图，如右图a所示。再把给定滤波和反馈滤波两个环节等效地移到环内，得右图b。最后， 和 一般都比小得多，可以当作小惯性环节，取 则电流环结构图最终简化成右图c。ToiTsoiTLOGO动态参数计算动态参数计算有电流环简化结构图可知，电流环的控制对象时双惯性型的，因此采用PI调节器，具体电路如右图，其传递函数可以写成式中 电流调节器的比例系数 电流调节器的超前时间常数 ssWiiACR1)s(iiKLOGO动态参数计算动态参数计算 为了让调节器的零点对消掉控制对象的大时间常数极点，选择 电流调节器的比例系数 电流滤波时间常数式中取

7、 lTiiKoiCRToi041OiiRRKiiCRiFCFCKRKRi2.0,7.054则,40oii0LOGO动态参数计算动态参数计算转速调节器的设计在设计转速调节器时，可把已经设计好的电流环看作是转速调节系统的一个环节，其等效传递函数整个转速调节系统的动态结构图如右图a。把滤波等效地移到环内，给定信号改为 再把时间常数为 和 的两个小惯性环节合并，近似成时间常数为 的惯性环节，则转速环节结构图简化为右图b。转速环结构图最终简化成右图c。121）s（sTWicli sU*ni2TonTionn2TTTLOGO动态参数计算动态参数计算由上图b可以明显看出，要把转速校正成典型型系统，ASR也应该采用PI调节器，其具体电路图如右图所示，其传递函数为式中 转速调节器的比例系数 转速调节器的超前时间常数 s1ssnnnKWASRnKnLOGO动态参数计算动态参数计算转速调节器的参数包括 和按照典型型系统的参数选择方法，选择转速调节器比例系数电流滤波时间常数式中取nKnnnhTnRTTChKh21menononCRT0410nRRKnnnCRnFCFC