晶闸管-电动机调速系统的设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业届届 分 类 号： 单位代码： 毕业论文（设计）晶闸管晶闸管- -电动机调速系统的设计电动机调速系统的设计 姓 名 学 号 年 级 专 业 系（院） 指导教师 年 3 月 8 日精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业摘摘 要要双闭环调速系统是现阶段最为常用的调速系统。该系统具有结构简单、可操作性好、调速精度很高、可靠性与稳定性也很理想等优点。该系统设置了调节转速的转速调节器和调节电流的电流调节器两个调节器来实现转速调节。本设计是基于对 V-M 系统的设计，先完成系统的结构框架，确定主电路的组织形式并完成对其各个元器件的设计、选型与选参。之后设计了包

2、括保护电路与缓冲电路在内的整个驱动电路。继而是本文的重点-控制电路的设计，确定其结构和元部件，并完成各元件参数计算。最后，用 MATLAB 仿真软件对整个电路进行了仿真，并附上了整个系统的电气总图。关键词：直流调速系统； PI 调节器；仿真分析； 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业Abstract Double closed-loop speed control system is the ideal performance, wide application of DC speed regulating system。This system has simple structure,

3、 good operability and high precision of speed and reliability with advantages of high stability, wide speed range. Double closed loop speed regulation system setting the speed regulator and current regulator to adjust the speed and current respectively, to achieve the goal of steady speed.This desig

4、n adopts three-phase fully-controlled bridge circuit of power supply, make sure the structure of the whole system framework, determine the organization form of the main circuit and complete the various components of the design, type selection, choose to participate. After design, including protectio

5、n and buffer circuit, drive circuit. In the end, is the focus of this article, the design of the control circuit, determine the structure and components, and complete control circuit element parameters calculation, MATLAB simulation software for the whole circuit are simulated, attach the electrical

6、 general layout of the whole system.Keywords: DC speed control system； PI regulator； simulation analysis；精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业目录1 绪论绪论.11.1 晶闸管电动机直流调速系统的发展及概述.11.2 研究课题的目的和意义.11.3 设计要求和内容.12 系统电路的结构和组成系统电路的结构和组成.22.1 主电路的选择与确定 .22.2 双闭环调速系统的组成.43 主电路各器件的选择和计算主电路各器件的选择和计算.53.1 整流变压器的计算和选择 .53.2 整流晶闸管

7、的选型.63.3 平波电抗器的选型.73.4 主电路保护电路的设计.93.5 驱动电路的设计.134 转速、电流双闭环调速系统的设计转速、电流双闭环调速系统的设计.1441 电流调节器的设计 .1442 转速调节器的设计 .175 基于基于 MATLAB 的系统仿真的系统仿真.22附图附图.25结论结论.26参考文献参考文献.27谢辞谢辞.28精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1 绪论绪论1.1 晶闸管电动机直流调速系统的发展及概述晶闸管电动机直流调速系统的发展及概述调速控制系统自诞生以来就发展异常迅速。20 世纪初期出现了第一支电子管（可在真空中控制电子流） ，很快便有了用对密封在管

8、内的水银进行蒸馏产生的电弧来控制电流的水银整流器。其性能与早期晶闸管极为相似。1947 年贝尔发明了晶体管，它应用硅二极管作为半导体，由于其优异的性能而得到广泛应用，到了 1964 年，晶闸管整流装置系统进一步成熟，逐步取代了早期的整流器，使变流技术发生翻天覆地的变化。直流电机因为控制精度比较高且易于控制，一直被广泛应用，被人们认为难以被其他电机所取代。直流电机起、制动性能非常理想，可以很方便的大范围内平滑调速，在快速正反转的运动控制领域中应用更是广泛。直流调速技术是电力电子技术中发展较早的技术，在各方面都已趋于成熟，所以应首先弄清直流传动控制系统。1.2 研究课题的目的和意义研究课题的目的和

9、意义V-M 系统一般是通过调节触发脉冲的相位来改变电压幅值从而实现平滑调速的。但对高精度负载来说，正常的开环调速系统一般不能满足对静差率的要求，这时就必须要采用闭环控制系统。闭环调速系统中，单闭环调速系统的调节作用受各个环节的迟滞，其抗扰动的能力较差。而双闭环调速系统由于增添了一个内环反馈，扰动需要通过内外两环反馈，往往调速性能更为理想，因此，其在电气传动领域当被广泛采用，它有着优良的动、静态特性。而且多种复杂的交、直流运动控制系统均是以其为基础，所以掌握双闭环调速系统对人们的生产生活有着至关重要的作用1。1.3 设计要求和设计要求和内容内容1.3.1 调速系统设计调速系统设计要求要求1. 该

10、调速系统可连续平滑调速，具有足够宽的调速范围。2. 该控制系统具有优良的静态性能，无静差。3. 该调速系统稳态性能：调速范围不小于 20，静差率不大于百分之五。 4. 系统技术参数：电动机参数： =220VNU=53.0ANI1500minNnr=1.2l0.58aR =W精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业电枢回路总电阻： =0.29RSW1.3.2 系统系统设计内容设计内容本设计基于转速、电流双闭环调速系统，主要包含以下几个方面。1.根据题目要求，确定主电路与调速电路的构成，并绘出其原理图。2.确定主电路各个元部件，并完成各个元部件主要参数的计算。3.驱动电路的设计与完成。4.绘制出

11、整个系统原理图，并用 Matlab 仿真软件完成仿真分析作业。2 系统电路的结构和组成系统电路的结构和组成2.1 主电路的选择与确定主电路的选择与确定在生产生活中并没有大规模存在的直流电，一般需要将三相电经整流环节整流成直流电后才能向直流电机供电。当然，在这个过程中间必须有驱动电路与保护电路。我们需要根据各个元件在电路当中的位置与作用来分别选择与计算各自参数，如图 2-1 所示为本设计系统电路设计框图。三相交流电源三相桥式整流电路直流电动机保护电路双闭环直流调速机 三相交流电源 三相桥式整流电路 直流电动机 整流 供电 双闭环直流调速机 驱动电路 保护电路 整流驱动电路供电图 2.1 系统电路

12、设计框图在 V-M 系统中，一般是用改变脉冲的相位的方法来改变输出电压，最终来实现调速。由于本设计对直流脉动电压的要求比较高，再考虑经济性等方面，主电路选择三相全控桥整电路来供电。由于该型电路输出电压的脉动较大，其所需要串接的平波电抗器的感抗值可相应减少近一半。这是其电路的明显优点，且所需整流装置响应速度快、工作效率高，能量损耗小。综合选晶闸管三相全控桥整电路供电 2。直流电机一般是通过改变电枢端电压、改变励磁、改变电枢回路总电阻这三种方法来实现调速的。而改变电枢总电阻是无法实现平滑调速，减弱磁通的方式又会受到调速范围的制约，一般只是辅助调压方案，调压才是调速控制系统最理性的调速方式，电压精选

13、优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业调速一般需要有专用的供电电源，可控整流装置一般采用半控器件的代表-晶闸管，利用晶闸管的单向导电性和移相控制原理结合在一起的技术, 来实现平滑调压。V-M 系统主电路原理图如 2-2 所示：方法前文已叙，通过调节 GT 来移相，从而改变电压幅值来实现平滑调速 3。图 2-2 V-M 系统原理图主电路原理图如图 2-3 所示，三相全桥电路由三个晶闸管组成共阴极晶闸管组， 另三个晶闸管接成共阳极晶闸管组，当两组晶闸管中承受电压模值最高的两个晶闸管同时也接到门极触发脉冲而导通的时候，整个电路构成一个完整的闭合回路。晶闸管的触发角是相同的，每个周期内所有晶闸管都要按

14、照编号轮流触发导通一次，每个晶闸管触发脉冲间隔 60 度。当然，电路中也要有过电压、过电流等保护装置。 图 2-3 调速系统主电路原理图2.2 双闭环调速系统的组成双闭环调速系统的组成双闭环系统是在单闭环系统基础之上发展得来的。单闭环系统虽已满足大部分负载的要求。但是,在某些场合下单环系统并不能满足生产的需要。比如，需要反复启停的负载就会对电机承受过载的能力有更高的要求,为满足这些高要求的负载，我们需要在闭环系统中添加电流负反馈环节。实际当中系统除了要控制转速, 还需要经常快速启停,如车床等, 为了有更好的效益,我们要求过渡过程也要尽可能短。在启动的时候，启动电流会精选优质文档-倾情为你奉上专

15、心-专注-专业迅速达到峰值,而大部分时间内均小于该峰值, 这就说明电机在启动过程中其过载能力仍有很大潜力。如果能使电机在大转矩下快速启动, 启动时间就会相应的缩短。这就是理想的启动状态,电机的启动电流会迅速加大到最大允许值,且维持到转速增加到合适的dmI大小后，电流再下降回正常值。这个过程需要 ACR 来调节电流，加上之前调节转速的调节器，这形成了双闭环调速系统。如图 2-4 所示。为了使两个负反馈都可以发挥作用，两者位置如图 2-4。 ，ACR 调节电流，在内环，ASR 调节电流，在外环 4。图 2-4 双闭环调速系统结构框图为了得到更好的动、静态特性，本系统均选 PI 型调节器。采用比例积

16、分型可是其输出稳态值与输入之间保持相对独立性。调速系统的静态特性在负载电流没达到最大电流时以转速负反馈为主。而负载电流过大的时候 ASR 就会达到，这时 ACR 就会发生作用，系统调节电流至新的稳定状态。这就是两个 PI 调节器内、外环两重调节的效果。3 主电路各器件的选择和计算主电路各器件的选择和计算3.1 整流变压器的计算和选择整流变压器的计算和选择在绝大多数场合下，整流装置需要的电压与电网电压并不匹配；另外，为了实现两者之间的电气隔离，通常需要在两者之间装配整流变压器，在此选-Y 型连接方式的整流变压器，以下分别计算其参数5。(1) 的计算2U为了维持系统的正常工作，变压器一次侧电压不宜

17、波动太大，对产生影响的2U2U参数一般有：(1)负载电流的最大值。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(2)晶闸管本身导通的管压降。(3)平波电抗器产生的电压降。(4)电枢电阻的压降。忽略这些因素，对本设计而言，采用经验公式：2U （3-1）2n3=1.0UU（0. 95）计算得=120.6127.0V，取=125V2U2U(2) 和的计算2I2S不计励磁电流，根据磁动势平衡原理可知： （3-2）111222NUKNU=查表 3-1 可知三相全桥电路12K =0.816表表 3-13-1 整流变压器计算系数一览表整流变压器计算系数一览表整流电路单相双半波 单相半控桥 单相全控桥 三相半波

18、 三相半控桥 三相全控桥02/dAUU=0.90.90.91.172.342.340/ddBUUa=cos1 cos2a+coscos1 cos2a+cosC0.7070.7070.7070.8660.50.522/IdKII=0.707110.5780.8160.816则三相全桥整大电感负载时二次侧电流： （3-3）212dI = KIl解得=51.9A2I变压器二次侧额定容量为：2S （3-4）222=m U IS解得=19.46KVA 2S设计选择的整流变压器。 KVA20精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业3.2 整流晶闸管的选型整流晶闸管的选型合理选择晶闸管可以使其安全可靠经济

19、的运行。选择晶闸管主要是看以下两个参数，额定电流与额定电压 6。()T AVITMU先确定，必须大于元件所承受的峰值电压，一般还需要有 23 倍的安TMUTMURMU全余量，计算公式： （3-5）(2 3)TMRMUU=本设计属三相全控桥整电路，则晶闸管可能承受的最大电压： 2262.45RMUUU=计算： （3-6）2(23)6612.5918.75TMUUVV=取 800V 之后确定，其有效值应不小于负载电流的最大值。一般也需要考虑 1.5 2 倍()T AVI安全余量 7。 （3-7）maxdNIIl=解得 max=62.28AdI （3-8）max0.816VTdII=解得=50.82

20、AVTI则晶闸管的额定电流： （3-9）()(1.5 2)1.57VTT AVII=解得 选晶闸管取额定电流为 50A。()=48.5564.74T AVI综上所述，本设计选用晶闸管的型号为 KP-50A3.3 平波电抗器的选型平波电抗器的选型直流侧电抗器的选择精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业直流侧电路一般需要串接个平波电抗器来抑制电流的脉动、保持系统可靠运行、并在特定场合保证电流连续 8。（1）限制输出电流的脉动的电感mL （3-10）32100.2umdNS ULLf Ip=-三相全控桥电压脉动系数uS0.46US=-三相全控桥电流基频df300dZfH=则0.00588mLH=

21、（2）保证电流连续的电感L （3-11） 125%lNKULI= -三相全控桥计算系数IK0.69IK =则0.033lLH=（3）漏电感La （3-12）4DNawNK ULn I=-计算系数，一般取=812. KDDK解得 0.007aLH=（4）折合到交流侧上的漏抗 （3-13） 2%=100BKBNK U ULI 式中，-变压器短路比，取；%kU5% -三相全控桥计算系数。 BK3.9BK 为解得0.0047BLH=（5）则平波器电感KL精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 （3-14）max(,)2KmlaBLLLLL=-解得=26,99mLKL（6）则电枢回路总电感 （3-1

22、5）2KBLLLLaS=+ +解得 =34mHLS3.4 主电路保护电路的设计主电路保护电路的设计半导体器件虽有优异的动、静态性能，使其应用广泛。但其承受过压和过流的性能弱于绝大多数电力元件，短时的过电压或过电流都会导致整流装置的故障。因此加装完整的保护装置是非常必要的9。3.4.13.4.1 过电压保护过电压保护过电压保护一般包括直流侧和交流侧的过压保护，三种最常用的过电压保护分别是阻容保护、RC 吸收电路保护、氧化物压敏电阻保护等。本设计采用压敏电阻过压保护。1交流侧过电压保护金属氧化物压敏电阻有正反向相同的伏安特性，在正常状态时只有很小的电流流过，出现过电压时压敏电阻可通过很大的电流，从

23、而对电压进行有效的控制，且具有体积小、反映速度快的优势，因此该类压敏电阻是一种很不错的过电压保护元件，交流侧压敏电阻保护图如图 3-1 所示10。 图 3-1 交流侧压敏电阻过电压保护原理图（1）压敏电阻额定电压：1mAU精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 （3-121.33 2mAlUU16） 其中，-变压器二次侧线电压， 2lU223lUU=则：1407.15mAUV（2）压敏电阻泄电流： （3-17）020.83RmlII=其中，-变压器线电流有效值，。02lI02225%5%2.595llIIIA= 解得 1.32RmIA=（3）压敏电阻最大电压RmU （3-18）120RmR

24、RmUK I=其中，-元件特性系数；。RK11.4RmAKU=577.98RmUV=因此，压敏电阻额定电压取 600V 型压敏电阻。2直流侧过电压保护整流器发生换相失败或其他异常状态时，会产生过电压，一般方法是用非线性元件来抑制过电压现象，本设计用压敏电阻来解决过电压的问题。该保护原理图如图 3-2 所示11。图 3-2 直流侧压敏电阻过压保护原理图压敏电阻额定电压：1mAU （3-19）10.8 0.9mAdUUae精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业其中，是电压升高系数， 本设计该系数约为 1.051.10。 （3-20）2min6cosdUUaa=则本设计： 1295.51 332

25、.45mAUVV故本设计选择 500V 型压敏电阻。3晶闸管过电压保护 晶闸管由于其本身容量的限制，其对电压的突变异常敏感。如高电压、大的电压突变、光照等都会使其误导通，从而对电路造成不利影响。因此，需要对晶闸管施加过电压保护，典型的晶闸管过电压保护如图 3-3 所示，采用阻容回路保护电路。图 3-3 晶闸管阻容回路过电压保护其中各元件参照并无准确计算式，一般采用以下经验公式： （3-21）3(24)10TCI-=解得 C=， 而一般0.10.2 Fm1030R =W故选择 C= ，0.2 Fm20R =W3.4.23.4.2 过电流保护过电流保护1 交流侧过电流保护电子电路元器件发生故障或不

26、正常运行状态的时候，都可能会出现过电流现象。常用的过电流保护方法有断路器保护、电流互感器保护、电抗器保护、快速熔断器保护等12。本设计利用在 TA 的配合下的熔断器进行交流侧过电流保护，如图 3-4 所示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-4 主电路交流侧过电流保护图其参数选择：（1）熔断器额定电压选择：其值不应小于工作线电压。本设计中一次侧线电压为 380V，故可选 400V 型的熔断器。（2）熔断器额定电流选择：其值不应小于电路的工作电流。本设计中一次侧的电流公式为： 1I （3-22） 2211U IIU=解得1=17.07AI 熔断器额定电流： （3-23）11.6FUI

27、I解得=27.312AFUI因此本设计需要在变压器电源侧串接一个 400V、25A 的熔断器。2 整流装置晶闸管过电流保护整流装置中的晶闸管由于其本身故障或其他原因，在故障或异常工作状态时都会承受一定时间的大电流，比如说逆变失败或误导通等等，而晶闸管本身承受过电流的能力又非常差，所以为其施加过流保护异常重要，而快熔是最广泛使用的电力电子装置的过电流保护装置，本设计整流装置中的晶闸管也采用该元件实现过流保护，晶闸管过电流保护电路图如图 3-5 所示精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 3-5 晶闸管过电流保护电路快熔额定电压：KNU306.25KNRMUUV=则选快熔额定电压值为 400

28、V3.5 驱动电路的设计驱动电路的设计触发电路用来产生触发脉冲，保证晶闸管的可靠导通。晶闸管的门极触发脉冲必须满足以下条件： （1）宽度足够，至少保证晶闸管可靠导通。 （2）幅度足够，脉冲前沿陡度也要足够。 （3）触发脉冲应处于门极电压、门极电流和额定功率值三者确定的安全范围内。晶闸管触发电路种类繁多，比如有数字电路式、集成电路式、分立式等。分立式电路相对复杂而较少采用；数字式多用于单片机中；集成电路性价比高，技术性能好，可靠性也有保障。故本设计选用常用的和集成电路块13。KJ041KJ041三相全桥电路每周期六个脉冲，脉冲间隔 60。本设计采用同步触发方式，六个晶闸管依次触发。选用 4 个集

29、成块（3 个 004 型和 1 个 041 型） ，再用三级管进行放大，完整的集成触发电路如图 3-6。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业(13脚为6路单脉冲输入)(1510脚为6路双脉冲输出)至VT1至VT2至VT3至VT4至VT5至VT6图 3-6 三相全控桥整电路集成触发电路4 转速、电流双闭环调速系统的设计转速、电流双闭环调速系统的设计41 电流调节器的设计电流调节器的设计1. 电流时间常数（1）整流装置滞后时间常数，查表 4-1 知本设计的。TsTs0.0017s=表表 4-14-1 各种整流电路失控时间（各种整流电路失控时间（f=50Hzf=50Hz）整流电路形式 max/

30、sTms最大失控时间 /sTms平均失控时间单相半波2010单相桥式105三相半波6. 673. 33三相桥式、六相半波3. 331. 67（2）电流滤波常数，三相桥式电路=0.002s。ToiToi（3）电流环小时间常数总和，取。iTS=Ts+Toi=0.0037siTS（4）电磁时间常数。lT精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 （4-1）21minldULKI=解出16.34lLmH=而电磁时间常数 （4-2）llLTRS=解得=0.117slT2. 确定调节器的结构由于电路设计要求，且对系统稳态性能要求较高，故电流调节器选典型 PI5%is型10，典型 PI 型运放传递函数： （

31、4-3）( )(1)iiACR siKsWstt+=其中 -比例系数；iKACR-电超前时间常数。itACR3. 确定电流调节器的参数超前时间常数：ACR=0.0313sit电流环开环增益：当时，取 5%is0.5IiK TS= 则 （4-4） IiIiK TKTSS=解得，而：1135.1IKs-= （4-5） 10/NVIbl解得，则：=0.157b （4-6） IiisKRKKtb=解得，式中，为晶闸管专制放大倍数。0.168iK =45sK4. 校验条件精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业电流环截止频率： 1135.1ciIKsw-=整流装置传函校验：11196.13cissTw

32、-=满足条件。忽略反电动势波动系统影响条件11328cimlsT Tw-=满足条件。5. 计算电流调节器电容与电阻由图 4-1，若选，则其余各电阻和电容值分别为040Rk=W （4-7）0iiRK R= 解得 取 21.8iRK=W22KW （4-8） iiiCRt=解得 取=14.2 FiCm14.2 Fm （4-9）04oioiTCR=解得 取0.2oiCFm=0.2 Fm按以上参数计算得单电流环的超调量，可满足本设计题目要求。1.4%5%is=满足条件，可以简化。（2）ASR 时间常数忽略校验：1138.73IcnonKsTw-=满足条件，可以忽略。5计算调节器其余参数14如图 4-2

33、所示，若取，则040Rk=W （4-16） 0nnRK R=精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 解得 取2221.2nRk=W2500KW （4-17）nnnCRt= 解得 取 0.036nCFm=0.050 Fm （4-18）04ononTCR=解得1onCFm=6.校正单转速环超调量当时，查表可知典型型系统单位阶跃信号下跟随指标表得，h5=4-2，超调量不满足设计要求。37.6%ns=表表 4-24-2 典型典型 IIII 型系统单位阶跃信号跟随性能指标（型系统单位阶跃信号跟随性能指标（准则确定）准则确定）minrMh345678952.60% 43.60% 37.60% 37.6

34、0% 29.80% 27.20% 25.00%/rtT2.42.652.8533.13.23.3/stT12.1511.659.5510.4511.312.2513.25k3221111实际上，当时，由表 4-3 查得，5h =max/81.2%bCCD= 图 4-2 含滤波环节的 PI 型转速调器精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业表表 4-34-3 典型典型 IIII 型系统动态抗扰指标与参数的关系型系统动态抗扰指标与参数的关系h3456789max/bCCD72.20% 77.50% 81.20% 84.00% 86.30% 88.10% 89.60%/mtT2.452.702.8

35、53.003.153.253.30/vtT13.6010.458.8012.9516.8519.8022.80开环速降公式： （4-19） maxmax2()*bNnnbbmCnCn TZCnCnTslSDDDD=-式中，电机总电阻；0.87aRRRS=+=W则调速系统开环速降 （4-20） NNeI RnCD=解得349.32 / minNnrD=此时，不能满足要求。6.54%5%ns=7. 校核最大速降 （4-21） 2()nbNmTnznTlSD=-D解得 r/min120.76bnD=当 h=5 时，查表 4-3 得，max81.2%bCCD= （4-22） maxmaxbbCnnCD

36、D=D解得max98.06nD= （4-23）maxNnnnDD =解得，不满足系统要求。6.5%5%nD =8. 单转速环超调的抑制精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业由上述参数计算得知系统超调量并不满足要求，因此要额外添加微6.5%5%ns=分反馈环节。添加之后的转速调节器图如图 4-3 所示。图 4-3 添加微分环节后的转速转速调节器图中新添加的参数是和，其中，dnCdnR0ndnR Ct=时间常数odndndnonTR CT=由计算得： （4-24） *2421()mdnnNn ThThznstlS+=-+-D由于题目要求最大超调量，现令，则由该式解得：5%ns4%ns=0.03

37、4dnst=微分电容容抗： （4-25）0dndnCRt=解得0.85dnCFm=滤波电阻阻抗： （4-26）ondndnTRC=解得11.76dnRK=W9校整调整后的动态速降精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业调整之后转速微分常数：1.95dnnTtdS=而设计题目动态转速降，则。而已求5%nD max75nD120.76 / minbnrD=故：%1 .6276.12075maxbnnDDmax7562.1%120.76bnnD=D由表可知，当时，当时，43-2d=max46.3%bnnD=D3d=max39.1%bnnD=D而现在，满足要求。1.95d=10. 校核调整时间vt由

38、表可知，在时，则，满足43-1.95d=/17.0vntTS=0.0174 170.29581vtss=要求。5 基于基于 MATLAB 的系统仿真的系统仿真以上部分对系统的设计只是理论上的结果，需要用进行仿真分析来验证整MATLAB个设计15。仿真之前先要完成系统动态模型的建立，本设计系统动态数学框图如图所示5 1-精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图 5-1 双闭环系统动态数学框图图图中所需要的各参数在第四章设计完毕。代数后就得到了图 5-2。为了便于分5 1-析，在 ACR 和 ASR 的输出端各有一个13V 的限幅值。图 5-2 双闭环系统动态框图本次仿真最终的超调量很大，与计

39、算出的估算值很不相符，原因有部分参数的近似处理、计算中用的经验公式、欠考虑的其他因素等等，其实并不十分准确。另外，从仿真图还发现转速脉动也偏大，造成的结果是转速的超调量也偏大，因此需要添加一个微精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业分环节。系统在五秒左右人为的加入了外部模拟扰动。最终仿真图如图所示5 3-图 5-3 双闭环系统输出仿真图形从图中可以观察到直流电机在起动到第五秒左右时有较大扰动，对照纵坐标转5 3-速刻度易得到其超调量：%67. 1149025超调量相对偏小，但是与计算值相比还是有一定差距。当转速上升快到 1 秒的时候，系统接近稳定运行，在 5 秒左右加扰动之后系统经过了一个

40、自动调节的过程，转速重新达到稳定值。这是双闭环系统自动调节的结果。 精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业KJ004C9C6R18RP3R15RP6R21KJ004C8C5R17RP2R14RP5R2013456789101112131415162KJ004C7C4R16RP1R13RP4R19R10R7R1R4C1C2C3R8R2R5R9R3R6R11R1213456789101112131415162KJ041220V36Vout+out-in脉冲变压器out+out-in(13脚为6路单脉冲输入)(1510脚为6路双脉冲输出)Vt1Vt3Vt5Vt4Vt6Vt2MCRUsaUsbUs

41、c+15V-15VTG1345678910111213141516213456789101112131415162表限幅作用Ro2Ro2Ro2Ro2ConConRbalRnCnASRRo2Ro2Ro2Ro2CoiCoiRiCiRbalACRUi*Un*Uc-U双闭环直流不可逆调速系统电气原理总图TAVVVVD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7VD8VD9VD12VD11VD10R22R23R24R25R26R27C10C11C12C15C14C13LVD13VD16FuFu4Fu5Fu6Fu3Fu2Fu1Fu7Fu9Fu10Fu12UaUbUcR附图附图精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业结论结论本文题目是设计晶闸管电动机的调速系统，近四个月的努力使我对运动控制系统中V-M 系统的结构特点、工作过程与原理有了更深