电压输送给转速调节器。测速发电机的输出电压不仅表示转速的大小，还包含转速的方向，测速电路如图所示，通过调节电位器即可改变转速反馈系数。图转速检测电路通过霍尔传感器测量电流的电流检测电路原理如图所示。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书调节器的参数整定电流调节器以及转速调节器的电路结构如图所示，由单刀双掷开关控制电机转向，滑动变阻器分别调节正反转时的转速，可以改变电流的限幅值，下面分别按设计要求计算电路中的各个参数。转速反馈系数电流反馈系数电流反馈转速反馈误差输出图电流调节器以及转速调节器的电路计算调节器参数之前，先根据电动机的额定参数计算电动势系数，额定状态运行时于是可得电流调节器参数的计算电流调节器按典型Ⅰ型系统设计，根据无净差要求，选用调节器。先确定电流环时间常数武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书电流滤波时间常数调压系统的滞后时间电流环小时间常数之和，按小时间常数近似处理，取调节器传递函数式中电流调节器的比例系数电流调节器的超前时间常数。超前时间常数电流开环增益因要求，故应取，因此于是的比例系数为计算电流调节器的电路参数调节器原理图如图所示按所用运算放大器，取各电阻和电容值计算如下武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书转速调节器参数的计算首先确定转速环时间常数电流环等效时间常数转速滤波时间常数，根据测速发电机的纹波情况取转速环小时间常数，按小时间常数尽速处理取根据设计要求，转速环应该设计为典型Ⅱ型系统，调节器也采用型，其传递函数为根据跟随性和抗干扰性能都较好的原则取则超前时间常数转速环开环增益于是的比例系数为调节器原理图如图所示，按所用运算放大器，取各电阻和电容值计算如下武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书参数的校验电流参数的校验校验近似条件电流环截止频率校验调压系统传递函数的近似条件是否满足。因为，所以满足近似条件。校验忽略反电动势对电流环影响的近似条件是否满足。现在，满足近似条件。校验小时间常数近似处理是否满足条件。现在，满足近似条件。按照上述参数，电流环满足动态设计指标要求和近似条件。转速参数的校验校验近似条件转速环截止频率校验电流环传递函数简化条件是否满足。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书现在，满足简化条件。校验小时间常数近似处理是否满足。现在，满足近似条件。校验退饱和转速超调量当时，查表得不能满足设计要求。实际上，由于这是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。设理想空载起动时，负载系数，已知直流电机参数，直流它励励磁电压，电流装置放大系数时间常数永磁式测速发电机参数为当时，而，因此均满足设计要求。系统的整体电路结构见附录。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书心得体会这次课程设计历时周，在整整个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。经过这次课程设计我感受颇多。在正式进行设计之前，我参考了些网上的资料，通过对这些设计方案来开拓自己的思路，最后终于有了自己的思路。课程设计是实践课的种，在很大程度上实现了动手与动脑，理论与实际的相互结合，既是对工业环境的个简单缩影，又是对理论知识的种检验，很好地实现了从书本到实际操作的个过渡。课程设计不仅是对前面所学电力电子技术和运动控制理论的种检验，而且也是对自己能力的种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多。以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是个长期积累的过程，在以后的工作生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。通过这次课设，我不仅在知识上有了进步的巩固和提高，在求学和研究的心态上也有不小的进步。我想无论是在学习还是在生活上只有自己有心去学习和参与才可能有收获，这也算是课设给我的点小小的感悟。最后，我深感要注重理论联系实际。以前直觉得理论知识离我们很远，经过课程设计，才发现理论知识与生活的联系。这大大激发了我学习书本知识的兴趣。再者我们学习的是工科，不单纯只是理论方面的的工作，还应该考虑到实际情况。理论计算的结果可能与实际稍有差别，要以实际情况为准。总之，在设计过程中，我不仅学到了以前从未接触过的新知识，而且学会了的去发现，面对，分析，解决新问题的能力，不仅学到了知识，又锻炼了自己的能力，使我受益非浅。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书参考文献王兆安等电力电子技术北京机械工业出版社，周渊深交直流调速系统与仿真北京中国电力出版社，陈伯时运动控制系统北京机械工业出版社，黄家善等电力电子技术北京机械工业出版社，孙立志与数字化电动机控制技术应用北京中国电力出版社，武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书附录目录任务分析概述双闭环调速系统的结构图桥式可逆变换器的工作原理调速系统的静特性电路设计给定及偏移电源双环调节器电路电流调节器转速调节器信号产生电路驱动电路转速及电流检测电路调节器的参数整定电流调节器参数的计算转速调节器参数的计算参数的校验电流参数的校验转速参数的校验校验退饱和转速超调量心得体会参考文献附录直流双极式可逆调速系统设计任务分析概述采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成脉宽调制变换器直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统或直流调速系统。脉宽调制变换器是把脉冲宽度进行调制的种直流斩波器，脉宽调制，是利用电力电子开关器件的导通与关断，将直流电压变成连续的直流脉冲序列，并通过控制脉冲的宽度或周期达到变压的目的。与系统相比，系统在很多方面有较大的优越性主电路线路简单，需用的功率器件少。开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。低速性能好，稳态精度高，调速范围宽，可达左右。若是与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强。功率开关器件工作在开关状态，道通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率高。直流电流采用不控整流时，电网功率因素比相控整流器高。由于有以上优点直流系统应用日益广泛，特别是在中小容量的高动态性能中，已完全取代了系统。为达到更好的机械特性要求，般直流电动机都是在闭环控制下运行。经常采用的闭环系统有转速负反馈和电流截止负反馈。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书双闭环调速系统的结构图直流双闭环调速系统的结构图如图所示，转速调节器与电流调节器串极联结，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装置。其中脉宽调制变换器的作用是用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率定宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。总体方案简化图如图所示。图双闭环调速系统的结构简化图桥式可逆变换器的工作原理脉宽调制器的作用是用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率定宽度可变的脉冲电压序列，从而平均输出电压的大小，以调节电机转速。桥式可逆变换器电路如图所示。这是电动机两端电压的极性随开关器件驱动电压的极性变化而变化。武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书图桥式可逆变换器电路双极式控制可逆变换器的四个驱动电压波形如图所示。图变换器的驱动电压波形他们的关系是。在个开关周期内，当时，晶体管饱和导通而截止，这时。当时，截止，但不能立即导通，电枢电流经续流，这时。在个周期内正负相间，这是双极式变换器的特征，其电压电流波形如图所示。电动机的正反转体现在驱动电压正负脉冲的宽窄上。当正脉冲较宽时，，则的平均值为正，武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书电动机正转，当正脉冲较窄时，则反转如果正负脉冲相等，，平均输出电压为零，则电动机停止。双极式控制可逆变换器的输出平均电压为如果定义占空比，电压系数则在双极式可逆变换器中调速时，的可调范围为相应的。当时，为正，电动机正转当时，为负，电动机反转当时，，电动机停止。但电动机停止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽相等的交变脉冲电压，因而电流也是交变的。这个交变电流的平均值等于零，不产生平均转矩，徒然增大电动机的损耗这是双极式控制的缺点。但它也有好处，在电动机停止时仍然有高频微震电流，从而消除了正反向时静摩擦死区，起着所谓“动力润滑”的作用。双极式控制的桥式可逆变换器有以下优点电流定连续。可使电动机在四象限运行。电动机停止时有微震电流，能消除静摩擦死区。低速平稳性好，每个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于保证器件的可靠导通。调速系统的静特性由于采用了脉宽调制，电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单，电压平衡方程如下武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书按电压平衡方程求个周期内的平均值，即可导出机械特性方程式，电枢两端在个周期内的电压都是，平均电流用表示，平均转速，而电枢电感压降的平均值在稳态时应为零。于是其平均值方程可以写成则机械特性方程式武汉理工大学运动控制系统课程设计说明书电路设计桥式可逆直流脉宽调速系统主整流器和滤波电容之间传入电阻，合上电源后，用延时开关将短路，以免在运行中造成附加损耗。由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电动机制动时只好对滤波电容充电，这式电容器两端电压升高称作“泵升