h橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課設(shè)

1、燕山大學(xué)課 程 研 究 項(xiàng) 目 報(bào) 告項(xiàng)目名稱： h橋可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn) 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級(jí)專業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 日期： 2014年6月3日 目 錄第一章 摘要1第二章 前言2 第三章 報(bào)告研究正文3 3.1 調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3 3.2 電源及操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 3.3 雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器電路設(shè)計(jì)11 3.4 參數(shù)計(jì)算與計(jì)算機(jī)仿真12 3.5 實(shí)物制作17 3.6 性能測(cè)試19第四章 結(jié)論20參考文獻(xiàn) 21第一章 摘要本文介紹了基于工程設(shè)計(jì)對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)直流調(diào)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理，利用mosfet、二極管等器件設(shè)計(jì)了一個(gè)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流晶閘

2、管調(diào)速系統(tǒng)，并利用matlab對(duì)其進(jìn)行仿真。該系統(tǒng)中設(shè)置了電流檢測(cè)環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)器以及轉(zhuǎn)速檢測(cè)環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，構(gòu)成了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)，前者通過(guò)電流元件的反饋?zhàn)饔梅€(wěn)定電流，后者通過(guò)轉(zhuǎn)速檢測(cè)元件的反饋?zhàn)饔帽３洲D(zhuǎn)速穩(wěn)定，最終消除轉(zhuǎn)速偏差，從而使系統(tǒng)達(dá)到調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速的目的。關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)控制系統(tǒng) matlab 電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器第二章 前言目前，轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好應(yīng)用最廣泛的直流調(diào)速系統(tǒng)。我們知道采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和pi調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如：要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)

3、就難以滿足需要。故需要引入轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)，本文著重闡明其控制規(guī)律性能特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法，是各種交直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。首先介紹轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性，接著說(shuō)明該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并從起動(dòng)和抗擾兩個(gè)方面分析其性能和轉(zhuǎn)速與電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用。在實(shí)際應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)作為把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的主要設(shè)備，一是要具有較高的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率；二是應(yīng)能根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能如何對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和節(jié)省電能有著直接的決定性影響。因此，調(diào)速技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，直流電動(dòng)機(jī)由于調(diào)速性能優(yōu)越而掩蓋了結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺

4、點(diǎn)廣泛的應(yīng)用于工程過(guò)程中。直流電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以下運(yùn)行時(shí)，保持勵(lì)磁電流恒定，可用改變電樞電壓的方法實(shí)現(xiàn)恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速；在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行時(shí)，保持電樞電壓恒定，可用改變勵(lì)磁的方法實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速。采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)調(diào)速特性。 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，幾乎無(wú)處不使用電力拖動(dòng)裝置。軋鋼機(jī)、電鏟、提升機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等各類生產(chǎn)機(jī)械都要采用電動(dòng)機(jī)來(lái)傳動(dòng)。隨著對(duì)生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高和產(chǎn)量的增長(zhǎng)，越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)械能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速。從20世紀(jì)60年代以來(lái)，現(xiàn)代工業(yè)電力拖動(dòng)系統(tǒng)達(dá)到了全新的發(fā)展階段。這種發(fā)展是以采用電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的，在世界各國(guó)的工業(yè)部門中，直流電力拖動(dòng)至今仍

5、廣泛的應(yīng)用著。直流拖動(dòng)的突出優(yōu)點(diǎn)在于：容易控制，能在很寬的范圍內(nèi)平滑而精確的調(diào)速，以及快速響應(yīng)等。在一定時(shí)期以內(nèi)，直流拖動(dòng)仍將具有強(qiáng)大的生命力。項(xiàng)目預(yù)期成果：設(shè)計(jì)一個(gè)雙閉環(huán)可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電流超調(diào)量小于等于5%；轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于5%；過(guò)渡過(guò)程時(shí)間小于等于0.1s的無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。項(xiàng)目分工如下表所示：組長(zhǎng)組員項(xiàng)目分工電機(jī)參數(shù)測(cè)量參數(shù)計(jì)算仿真電路設(shè)計(jì)電路焊接電路調(diào)試方案設(shè)計(jì)、方案論證、ppt制作、方案總結(jié)第三章 研究報(bào)告正文3.1 調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)規(guī)劃：a 靜態(tài)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差。b 動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量小于等于5%； 轉(zhuǎn)速超調(diào)量小于等于5%； 過(guò)渡過(guò)程時(shí)間小于等于0

6、.1s。3.1.2控制系統(tǒng)動(dòng)靜態(tài)數(shù)學(xué)模型建立：a 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析:分析靜特性的關(guān)鍵是掌握pi調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：飽和輸出達(dá)到限幅值，不飽和輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和，換句說(shuō)，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出的聯(lián)系相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開(kāi)環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，pi的作用使輸入偏差電壓u在穩(wěn)態(tài)時(shí)總為零。 圖一 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。圖二 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性b 控制

7、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析：由于在起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程就分成圖中標(biāo)明的、三個(gè)階段 ：第一階段是電流上升階段，第二階段是恒流升速階段，第三階段是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。圖三 啟動(dòng)過(guò)程電流轉(zhuǎn)速波形動(dòng)態(tài)抗干擾性分析:一般來(lái)說(shuō)，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比較滿意的動(dòng)態(tài)性能，對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動(dòng)態(tài)性能是抗擾性能。主要是抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。1. 抗負(fù)載擾動(dòng)由雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖上可以看出，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr來(lái)產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)asr時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。2. 抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng) 電網(wǎng)電壓變化對(duì)調(diào)速系統(tǒng)也產(chǎn)生

8、擾動(dòng)作用。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過(guò)電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來(lái)，抗擾性能大有改善。因此，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化會(huì)小得多.3.1.3調(diào)速系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作過(guò)程和原理：電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(電壓)低于給定值,速度調(diào)節(jié)器的輸入端存在一個(gè)偏差信號(hào)，經(jīng)放大后輸出的電壓保持為限幅值,速度調(diào)節(jié)器工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài),速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓作為電流給定值送入電流調(diào)節(jié)器, 此時(shí)則以最大電流給定值使電流調(diào)節(jié)器輸出移相信號(hào),直流電壓迅速上升,電流也隨即增大直到等于最大給定值, 電動(dòng)機(jī)以最大電流恒流加速啟動(dòng)

9、。電動(dòng)機(jī)的最大電流(堵轉(zhuǎn)電流)可以通過(guò)整定速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值來(lái)改變。在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到給定轉(zhuǎn)速后，速度調(diào)節(jié)器輸入端的偏差信號(hào)減小到近于零,速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器退出飽和狀態(tài),閉環(huán)調(diào)節(jié)開(kāi)始起作用。對(duì)負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速波動(dòng),速度調(diào)節(jié)器輸入端產(chǎn)生的偏差信號(hào)將隨時(shí)通過(guò)速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器來(lái)修正觸發(fā)器的移相電壓，使整流橋輸出的直流電壓相應(yīng)變化,從而校正和補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速偏差。另外電流調(diào)節(jié)器的小時(shí)間常數(shù), 還能夠?qū)σ螂娋W(wǎng)波引起的電動(dòng)機(jī)電樞電流的變化進(jìn)行快速調(diào)節(jié),可以在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速還未來(lái)得及發(fā)生改變時(shí),迅速使電流恢復(fù)到原來(lái)值,從而使速度更好地穩(wěn)定于某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。 圖四 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖3.1.4調(diào)節(jié)

10、器選型：典型型系統(tǒng)可以在跟隨性能上做到超調(diào)量小，但抗擾性能稍差；典型系統(tǒng)的超調(diào)量相對(duì)較大，抗擾性能卻比較好。根據(jù)這一依據(jù)，實(shí)際控制系統(tǒng)對(duì)于各種動(dòng)態(tài)指標(biāo)的要求各不相同選用的系統(tǒng)類型也不同。如調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性以抗擾性能為主，則應(yīng)首先典型系統(tǒng)；而隨系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)以跟隨性能為主，可按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。3.2電源及操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1供電電源設(shè)計(jì)此電路用于產(chǎn)生15v電壓作為轉(zhuǎn)速給定電壓以及基準(zhǔn)電壓 圖五 給定基準(zhǔn)電源電路3.2.2控制電源設(shè)計(jì) h橋雙極式逆變器的工作原理脈寬調(diào)制器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列，從而平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)

11、電機(jī)轉(zhuǎn)速。h形雙極式逆變器電路如圖所示。這時(shí)電動(dòng)機(jī)m兩端電壓的極性隨開(kāi)關(guān)器件驅(qū)動(dòng)電壓的極性變化而變化。圖六 h形雙極式逆變器電路雙極式逆變器的四個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓波形如圖所示。圖七 h形雙極式逆變器的驅(qū)動(dòng)電壓波形他們的關(guān)系是：。在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，當(dāng)時(shí)，晶體管、飽和導(dǎo)通而、截止，這時(shí)。當(dāng)時(shí)，、截止，但、不能立即導(dǎo)通，電樞電流經(jīng)、續(xù)流，這時(shí)。在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)相間，這是雙極式pwm變換器的特征，其電壓、電流波形如圖所示。電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。當(dāng)正脈沖較寬時(shí)，則的平均值為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)正脈沖較窄時(shí)，則反轉(zhuǎn)；如果正負(fù)脈沖相等，平均輸出電壓為零，則電動(dòng)機(jī)停止。雙極式控制可逆pwm變換

12、器的輸出平均電壓為如果定義占空比，電壓系數(shù)則在雙極式可逆變換器中調(diào)速時(shí)，的可調(diào)范圍為01相應(yīng)的。當(dāng)時(shí)，為正，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止。但電動(dòng)機(jī)停止時(shí)電樞電壓并不等于零，而是正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓，因而電流也是交變的。這個(gè)交變電流的平均值等于零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增大電動(dòng)機(jī)的損耗這是雙極式控制的缺點(diǎn)。但它也有好處，在電動(dòng)機(jī)停止時(shí)仍然有高頻微震電流，從而消除了正、反向時(shí)靜摩擦死區(qū)。雙極式控制的橋式可逆pwm變換器有以下優(yōu)點(diǎn)：1）電流一定連續(xù)。2）可使電動(dòng)機(jī)在四象限運(yùn)行。3）電動(dòng)機(jī)停止時(shí)有微震電流，能消除靜摩擦死區(qū)。4）低速平穩(wěn)性好，每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有

13、利于保證器件的可靠導(dǎo)通。pwm調(diào)速系統(tǒng)的靜特性:由于采用了脈寬調(diào)制，電流波形都是連續(xù)的，因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡(jiǎn)單，電壓平衡方程如下 按電壓平衡方程求一個(gè)周期內(nèi)的平均值，即可導(dǎo)出機(jī)械特性方程式，電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的電壓都是，平均電流用表示，平均轉(zhuǎn)速，而電樞電感壓降的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。于是其平均值方程可以寫成則機(jī)械特性方程式3.2.3電路設(shè)計(jì)h橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的如圖所示。pwm逆變器的直流電源由交流電網(wǎng)經(jīng)不控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容濾波，以獲得恒定的直流電壓。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)只好對(duì)濾波電容充電，這時(shí)電容器兩端電壓升高稱作“泵

14、升電壓”。為了限制泵升電壓，用鎮(zhèn)流電阻rz消耗掉這些能量，在泵升電壓達(dá)到允許值時(shí)接通vtz。圖八 h橋式直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路3.3 雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器電路設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì)被控量進(jìn)行采樣，然后與給定值比較，決定調(diào)節(jié)器的輸出，反饋的關(guān)鍵是對(duì)被控量進(jìn)行采樣與測(cè)量。3.3.1 電流調(diào)節(jié)器由于電流檢測(cè)中常常含有交流分量，為使其不影響調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。此濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)表示，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。為了平衡反饋信號(hào)的延遲，在給定通道上加入同樣的給定濾波環(huán)節(jié)，使二者在時(shí)間上配合恰當(dāng)。圖九 含給定濾波與反饋濾波的pi型電流調(diào)節(jié)器3.3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器

15、轉(zhuǎn)速反饋電路如圖所示，由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)。根據(jù)和電流環(huán)一樣的原理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)的給定濾波環(huán)節(jié)。圖十 含給定濾波與反饋濾波的pi型電轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器3.4 參數(shù)計(jì)算與計(jì)算機(jī)仿真3.4.1參數(shù)計(jì)算設(shè)計(jì)要求：電流超調(diào)量5%轉(zhuǎn)速超調(diào)量 過(guò)渡時(shí)間本報(bào)告設(shè)計(jì)為h橋可逆直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，分為內(nèi)環(huán)電流環(huán)acr與外環(huán)轉(zhuǎn)速環(huán)asr兩部分，現(xiàn)將參數(shù)整定如下：設(shè)計(jì)已知基本參數(shù)為：直流電動(dòng)機(jī)額定電壓： un=54v額定電流： in=3.24a額定轉(zhuǎn)速： nn=1450r/min電樞電阻： ra=1.5電樞回路總電阻： r=4電樞電感：

16、l = 2mh 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： j=0.76g.觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的允許過(guò)載倍數(shù)：=1.5時(shí)間常數(shù)： =0.03389 cm=0.3236 =0.02903s電流反饋系數(shù)v/a轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：0.0069v.min/r控制電壓uc的調(diào)節(jié)范圍是0-10v整流電壓ud的變化范圍是0-54vpwm裝置放大系數(shù)： 開(kāi)關(guān)頻率f=20khz整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)取電流濾波常數(shù)：轉(zhuǎn)速濾波常數(shù)：ton=0.001s先設(shè)計(jì)電流內(nèi)環(huán)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速外環(huán)（1） 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)a 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求電流超調(diào)量，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流控制。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的,所以把電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成p

17、i型的，其傳遞函數(shù)為 式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)b 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) 電流環(huán)小時(shí)間之和按小時(shí)間常數(shù)近似處理：(和一般都比小得多,可以當(dāng)作小慣性群近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié))。acr超前時(shí)間常數(shù)；電流環(huán)開(kāi)環(huán)時(shí)間增益:要求，故應(yīng)取，因此 于是，acr的比例系數(shù)為:c 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率 晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件：即滿足近似條件；忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的條件：即滿足近似條件；小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：即滿足近似條件。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨指標(biāo)為,滿足設(shè)計(jì)要求。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)a. 選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按跟隨和抗擾性能都能較好的原則,在負(fù)載擾動(dòng)點(diǎn)后已經(jīng)有了一

18、個(gè)積分環(huán)節(jié),為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差還必須在擾動(dòng)作用點(diǎn)以前設(shè)置一個(gè)積分環(huán)節(jié),因此需要由設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，故按典型型系統(tǒng)選用設(shè)計(jì)pi調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為b. 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)=2轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取=+ton=0.00111s根據(jù)跟隨性和抗干擾性能都較好的原則取，則asr超前時(shí)間常數(shù)為轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)增益：asr的比例系數(shù)：c. 近似校驗(yàn)轉(zhuǎn)速截止頻率為：電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件： 現(xiàn)在 滿足簡(jiǎn)化條件。轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：現(xiàn)在 滿足近似條件。當(dāng)h=5時(shí)，查表得，=37.6%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，由于這是按線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí)

19、，asr飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按asr退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)z=0。當(dāng)h=5時(shí)，因此滿足設(shè)計(jì)要求。3.4.2計(jì)算機(jī)仿真仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法，本文采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法。利用matlab系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)下圖所示 圖十一 matlab仿真結(jié)構(gòu)圖仿真結(jié)果如下：圖十二 matlab仿真結(jié)果觀察上圖可得：過(guò)渡時(shí)間ts=0.0750.1s滿足設(shè)計(jì)要求。35實(shí)物制作下圖為根據(jù)所設(shè)計(jì)的電路搭建的平臺(tái)實(shí)物圖：圖十三 實(shí)物制作圖3.6性能測(cè)試首先測(cè)試現(xiàn)有h橋電路板的工作正常性，然后利用焊接好的電路板驅(qū)動(dòng)空載電動(dòng)機(jī)，觀察示波器，通過(guò)調(diào)節(jié)占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，本報(bào)告提供在調(diào)節(jié)占空比的過(guò)程中的示波器波形：圖十四 脈寬調(diào)制兩路互補(bǔ)的波形第四章 總結(jié)1、主要工作 ：在這次的cdio項(xiàng)目中，我在小組中參與的主要 任務(wù)有方案的設(shè)計(jì)，參數(shù)的計(jì)算，仿真，ppt制作與報(bào)告的完成這些項(xiàng)目。2、主要結(jié)果：在這次的“h橋可