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电气传动课程设计报告-

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电气传动课程设计

班 级:06111102 姓名:古海君 学号:1120111573 其它小组成员:

余德本 梁泽鹏 王鹏宇

2014.10.2

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摘要

本次课程设计要求设计并调试出直流双闭环调速系统。通过搭建电流环(内环)和转速环(外环)使系统稳态无静差,动态时电流超调量小于5%,并且空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。系统的驱动装置选用晶闸管,执行机构为直流伺服电动机。

本文首先明确了课程设计任务书,对其中的相关概念进行分析。之后对课题的发展状况进行调研,了解双闭环调速系统在现代工业中的应用意义和价值。然后对实验条件作了详细介绍,包括实验台各个组成部分以及实验设备的选型和工作原理。以上内容均为课程设计准备工作,之后重点记录了实验的测试、仿真和调试过程。其中,测试部分详细介绍了各个电机参数和系统参数测试方法和数据结果,并利用这些数据计算调节器的参数;仿真部分利用matlab软件通过已经求得的参数得出计算机仿真结果,并观察是否满足任务书要求;调试部分是核心,给出了现场调试全部过程并配以图片加以说明。文章最后给出测试结果从而得出结论,并论述了实验注意事项并加以总结。

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转速电流双闭环直流调速系统是性能优良,应用广泛的直流调速系统,,它可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差,并且具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点。转速电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础,值得更加深入的学习研究。

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目录

一、课程设计任务书……………………………………………1 二、课题的发展状况研究意义…………………………………1 三、设备选型……………………………………………………2 四、实验台简介…………………………………………………4 五、参数测试……………………………………………………7 六、参数设计……………………………………………………14 七、系统调试……………………………………………………18 八、系统测试结果………………………………………………25 九、实验室安全及实验过程注意事项…………………………26 十、总结和心得体会……………………………………………27 参考文献 ……………………………………………………… 28 附1:实验过程中遇到问题及解决方法……………………… 29 附2:小组分工,个人主要工作及完成情况………………… 29

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一、课程设计任务书

设计并调试出直流双闭环调速系统。通过搭建电流环(内环)和转速环(外环),同时使用两个PI调节器,使系统稳态下转速无静差,动态时电流超调量小于5%,并且空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。系统的驱动装置选用晶闸管,执行机构选用直流伺服电动机。

二、课题的发展状况研究意义

在电气时代的今天,电动机一直在现代化的生产和生活中起着十分重要的作用。据资料统计,现在有90%以上的动力 源来自于电动机。我国生产的电能大约有60%用于电动机。可见,电动机与人们的生活息息相关、密不可分。[1] 直流电气传动经历了如下的发展历程:开环控制→单闭环控制→多闭环控制;硬件控制→软件控制;模拟电路控制→数模电路混合控制→数字电路控制;分立元件电路控制→小规模集成电路控制→大规模集成电路控制。[2] 在电动机的控制方法中,转速电流双闭环直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以长期以来,它一直占据垄断地位,在许多工业部门,如机床\轧钢\

[3]

纺织\造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。 双闭环直

流调速系统是一个复杂的自动控制系统,在设计和调试过程中有大量的参数需要计算和调整,运用传统的设计方法工作量大,系统调试困难.利用MATLAB/Simulink对电机系统进行仿真研究已经成为近几年人们研究的热点。[4] 利用单片机控制双闭环调速系统的关键算法由软件实现,可编程性好,可在不同的应用场合采用不同的控制算法,且无需改变外围电路,因而具有很好的灵活

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