毕业设计-可逆直流调速系统的仿真

（二〇〇七年六月本科毕业设计说明书题目：可逆直流调速系统的仿真学生姓名：xx学院：xx系别：xx专业：xx班级：xx指导教师：xx摘要直流电动机具有良好的起、制动调速性能，宜于在广泛范围内平滑调速。有许多生产机械要求电动机既能正、反转，又能快速制动，这就需要可逆的调速系统。本课题介绍了可控环流可逆调速系统和逻辑无环流可逆调速系统的工作原理，在此基础上主要对逻辑无环流可逆调速系统进行了分析，并确定了可逆直流调速系统仿真的系统模型。该模型采用的是典型的转速、电流双闭环结构，并通过无环流逻辑控制器DLC确保主电路没有环流产生，能够实现直流电动机的正反转。文中使用MATLAB中的SimPowerSystems工具箱对系统进行建模，并利用实验测得的数据对建立的模型进行参数设置，最后进行仿真。该系统中的调节器均采用PI调节器，在设计时，利用实验测取的数据对转速、电流调节器分别进行了计算。关键词：可逆调速系统；逻辑无环流；MATLAB仿真AbstractThedirectcurrentmotorhasthegoodstarting、brakevelocitymodulationperformance，issuitableforinthewidespreadscopethesmoothvelocitymodulation.Manymachineryfortheproductionrequesttheelectricmotorsbothtobeable，thepositiverotation、reverseandrapidbraking，theDCSRsystemhappentosolvethisproblem.Thisthesisintroducesthereversibleadjustablespeedsystem’sprinciplesofcontrollablecircumfluenceandlogicnon-loop-current，andithasgiventheanalysisoflogicnon-loop-currenttheDCSRsystem.ThusthesimulationmodeloftheDCSRsystemisbuilt.Themodelemploystypicaldoubleclosed-loopstructureofspeedandcurrent，inthemodelingofthedoubleclosedloop，thenon-loop-currentlogicalcontroller-DLCisusedtoguaranteethattherewasnotproducethecircumfluenceinthemaincircuitandrealizepositiverotationorreverse.TheMatlabsimulationtoolboxSimPowerSystemsisusedtobuildthemodel，andinthemodel，theparameterissetbymeasuringpracticalDC，atlastthesimulationisdone.ThePIcontrollerisusedinthesystem，andthespeedPIandthecurrentPIaredesignedbyusingthevalueofmeasuringpracticalDC.Keywords：Reversiblevelocitymodulationsystem；Logicnon-loop-current；MATLABsimulation目录第一章绪论.......................................................................................................................11.1直流调速控制技术发展概况...................................................................................11.2问题的提出...............................................................................................................11.3解决方案...................................................................................................................21.4仿真工具语言MATLAB简介................................................................................21.5本课题的任务...........................................................................................................3第二章直流可逆调速系统...............................................................................................42.1可控环流的可逆调速系统.......................................................................................42.2逻辑控制的无环流可逆调速系统...........................................................................52.2.1系统的组成和工作原理....................................................................................52.2.2无环流逻辑控制器DLC...................................................................................6第三章转速、电流调节器的设计...................................................................................93.1参数的测定与计算...................................................................................................93.2电流调节器的设计.................................................................................................143.2.1电流调节器结构的选择..................................................................................143.2.2电流调节器的设计与计算..............................................................................153.3转速调节器的设计.................................................................................................173.3.1转速调节器结构的选择..................................................................................173.3.2转速调节器的设计及计算..............................................................................18第四章逻辑无环流可逆调速系统的MATLAB仿真...................................................204.1逻辑无环流可逆调速系统的仿真建模.................................................................204.2逻辑无环流直流可逆调速系统的仿真.................................................................26结论.............................................................................................................................30参考文献.............................................................................................................................31谢辞.............................................................................................................................321第一章绪论1.1直流调速控制技术发展概况随着生产技术的发展，对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，这就要求大量使用调速系统。由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，从20世纪30年代起，就开始使用直流调速系统。它的发展过程是这样的：由最早的旋转变流机组控制发展为放大机、磁放大器控制；再进一步，用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现直流调速；再后来，用可控整流和大功率晶体管组成的PWM控制电路实现数字化的直流调速，使系统快速性、可靠性、经济性不断提高。调速性能的不断提高，使直流调速系统的应用非常广泛。直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。在高性能的拖动技术中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。目前，我国直流调速控制的发展趋势主要有以下几个方面[2]：（1）提高调速系统的单机容量。（2）提高电力电子器件的生产水平，使变流器结构变得简单、紧凑。（3）提高控制单元水平，使其具有控制、监视、保护、诊断及自复原等多种功能。1.2问题的提出随着生产技术的发展，对电气传动在起制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方而提出了更高要求，这就要求大量使用直流调速。在由一组晶闸管装置供电的单环和多环调速系统中，电动机都只是朝着一个方向旋转的，因此只能获得单象限的运行，然而有许多生产机械却要求电动机既能正、反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。逻辑无环流可逆调速系统是在有环流可逆调速系统的基础上改进而来的。有环流可逆调速系统虽然具有反向快、过渡平滑的优点，但是为了抑制瞬时脉动环流需在环流回路中串入几个环流电抗器，这些电抗器对于系统的设置及控制终究是个累赘。因2此，当工艺过程对系统过渡特性的平滑性要求不高时，特别对于大容量的系统，从生产可靠性要求出发，提出了既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流控制系统。1.3解决方案可逆调速系统