转速环小时间常数。选择转速调节器结构按设计要求，选用调节器转速调节器的比例系数转速调节器的超前时间常数计算转速调节器参数按跟随和抗干扰性能较好原则，取,则的超前时间常数为，转速环开环增益。的比例系数为。检验近似条件转速环截止频率为。电流环传递函数简化条件为，满足条件。转速环小时间常数近似处理条件为，满足近似条件。计算调节器电阻和电容取，则，取。，取，取。故。其结构图如下图转速调节器校核转速超调量由，查得，不满足设计要求，应使退饱和，重计算。设理想空载，时，查得，所以满足设计要求仿真本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件，使用对控制系统进行计算机仿真的主要方法有两种，是以控制系统的传递函数为基础，使用的工具箱对其进行计算机仿真研究。另外种是面向控制系统电气原理结构图，使用工具箱进行调速系统仿真的新方法。本次系统仿真采用后种方法。系统的建模与参数设置开环物理模型的构建表型电动机具体参数电动机型号极对数根据型电动机具体参数电动机的额定电流为，仿真结果基本符合要求。给定仿真结果也符合要求。此为开环物理模型。图开环物理模型单闭环物理模型的输入偏差为，但其输出由于积分作用仍然保持限幅值，这时电流也保持为最大值，导致转速继续上升，出现转速超调。转速超调后，极性发生了变化，，则推出饱和。其输出电压立即从限幅值下降，主电流也随之下降。此后，电动机在负载的阻力作用下减速，转速在出现些小的振荡后很快趋于稳定。当突加给定负载时，由于负载加大，因此转速有所下降，此时经过和的调节作用后，转速又恢复为先前的给定值，反映了系统的抗负载能力很强。电机电流曲线直流电机刚启动时，由于电动机机械惯性较大不能立即启动。此时转速调节器饱和，达到限幅值，迫使电流急速上升。当电流值达到限幅电流时，由于电流调节器的作用使电流不再增加。当负载突然增大时，由于转速下降，此时转速调节器起主要的调节作用，因此电流调节器电流有所下降，同启动时样，当转速调节器饱和，达到限幅值，使电流急速上升。但是由于电流值达到限幅电流时，电流调节器的作用使电流不再增加。当扰动出现以后，电流调节器电流又有所增加，此后，电动机在负载的阻力作用下减速，电流也在出现些小的振荡后很快趋于稳定。心得及总结现代工业生产中,各种生产工艺的实现大多采用电动机拖动生产机械来完成。随着生产工艺要求的提高,对生产机械和拖动的电动机也提出更高的要求有的要求电动机能迅速起动控制和反转有的要求多台电动机之间的转速按定的比例协调运动有的要求电动机达到极慢的稳速运动有的要求电动机起制动平稳,并能准确地停止在给定的位置。在这两个星期的课程设计中,我认识到了电力拖动自动控制系统这门课的很多基础知识以及软件的应用。在设计过程中遇到了很多自己不理解的问题,感谢在此过程中给与我帮助的指导老师。在此过程中,我懂得了,不管遇到什么问题,首先要做的就是冷静,在此基础上细心认真地检查,还要多问。相信付出总会有收获的,定要有自己独立的见解和思路。参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统机械工业出版社，邹伯敏自动控制理论机械工业出版社章燕申,袁曾任控制系统的设计与实践清华大学出版社,王兆安,黄俊电力电子技术机械工业出版社，张柳芳,王彦辉速度和电流双闭环直流调速系统的设计新探平顶山师专,周渊深交直流调速系统与仿真中国电力出版社,王果,朱大鹏直流电机双闭环调速系统的工程设计方法仿真兰州交通大学,徐月华,汪仁煌在直流调速设计中的应用广东工业大学,麻鸿儒,刑大成,谭敦生,曾令全电力传动控制实验指导书东北电力大学电机实验室,马葆庆,孙庆光直流电动机的动态数学模型电工技术,的构建图为转速单闭环物理模型及其仿真结果。给定，限幅值采用控制器的单闭环系统，虽然实现了转速的无静差调速，但因其结构中含有电流截止负反馈环节，限制了起制动的最大电流。加上电机反电势随着转速的上升而增加，使电流达到最大值之后迅速降下来。这样，电动机转速也减小下来，使起动过程变慢，起动时间增长。图单闭环物理模型双闭环物理模型的构建为了提高生产率和加工质量，要求尽量缩短过渡过程时间。我们希望使电流在起动时始终保持在最大允许值上，电动机输出最大转矩，从而可使转速直线上升过渡过程时间大大缩短。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。转速电流双闭环直流调速系统的主电路模型主要由交流电源同步脉冲触发器晶闸管直流桥平波电抗器直流电动机等部分组成。采用面向电气原理结构图方法构成的双闭环系统仿真模型如图所示。给定为，的限幅值分别为，和启动时间,仿真结果符合要求。图转速电流双闭环直流调速系统的仿真模型系统动态仿真结果的输出及结果分析开环数学模型图开环数学模型单闭环数学模型及其仿真结果图转速单闭环数学模型当转速达到给定值后。转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零，但是由于积分作用，其输出还很大，所以出现超调。转速超调后，输入端出现负偏差电压，使它退出饱和状态，进入线性调节，使转速保持恒定即额定转。单闭环限幅值。双闭环数学模型及其仿真结果图双闭环数学模型转速电流双闭环系统的控制电路包括给定环节限幅器偏置电路反相器电流反馈环速度反馈环等，给定，的限幅值为的限幅值为，。因为在本次设计中单片机代替了控制电路绝大多数的器件，所以在此直接给出各部分的参数，各部分参数设置参考前几章各部分的参数。本系统选择的仿真算法为，仿真设为，设为。启动过程的第阶段是电流上升阶段，突加给定电压，的输入很大，其输出很快达到限幅值，电流也很快上升。第二阶段，饱和，转速环相当于开环状态，系统表现为恒值电流给定作用下的电流调节系统，电流基本上保持不变，拖动系统恒加速，转速线形增长。第三阶段，当转速达到给定值后。转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零，但是由于积分作用，其输出还很大，所以出现超调。转速超调后，输入端出现负偏差电压，使它退出饱和状态，进入线性调节，使转速保持恒定即额定转，实际仿真结果基本上反映了这点。系统仿真结果总体分析电机转速曲线在电流上升阶段，由于电动机机械惯性较大，不能立即启动。此时转速调节器饱和，电流调节器起主要作用。转速直上升。当到达恒流升速阶段时，直处于饱和状态，转速负反馈不起调节作用，转速环相当于开环状态，系统为恒值电流调节系统，因此，系统的加速度为恒值，电动机转速呈线性增长直至给定转速。使系统在最短时间内完成启动。当转速上升到额定转速时，取,变比次二次侧电流计算次侧电流考虑变压器自身的励磁电流时，应乘以左右的系数，查表知，次相电流计算系数，由电机参数可知,代入公式计算出二次侧电流查表知，二次相电流计算系数，般取整流器额定直流电流，由电机参数知,代入公式算出变压器容量的计算变压器次二次绕组相数次容量二次容量平均电容晶闸管元件的选择晶闸管的选择主要是根据整流器的运行条件，计算晶闸管电压电流值，选出晶闸管的型号规格，在工频整流装置中般选择型普通晶闸管，其主要参数为额定电压额定电流值。额定电压的选择应考虑下列因素分析电路运行时晶闸管可能承受的最大电压值。考虑实际情况，系统应留有足够的裕量，通常可考虑倍的安全裕量，按下列公式计算，即查表知，晶闸管的电压计算系数。额定电流的选择晶闸管是种过载能力较小的元件，选择额定电流时，应留有足够的裕量，通常考虑选择倍的安全裕量。按下列公式计算，即可知应选择型号为的晶闸管晶闸管保护环节的计算晶闸管有换相方便，无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。交流侧过电压保护措施阻容吸收保护即在变压器二次侧并联电阻和电容的串联支路进行保护，对于大电容的的晶闸管装置，采用图所示的接法图交流侧