基于MATLAB的调压调速控制系统的仿真研究.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012-6-5,#,基于,MATLAB,的调压调速控制系统的仿真研究,答辩人：,班级：,学号：,目录,毕业设计的任务,直流调速系统的组成与工作原理,单闭环调速系统的仿真与分析,双闭环系统中转速与电流调节器的设计,双闭环系统的仿真与分析,一,.,毕业设计的任务,掌握直流调速系统的工作原理及构成。,研究直流调速系统的静态特性和动态特性。,3.,设计双闭环调速系统中转速与电流调节器，,进行方案论证，确定设计方案。,4.,根据设定方案利用,MATLAB,做出系统仿真图,，,包括单闭环和双闭环系统，进行仿真研究。,二,.,直流调速系统的组成与工作原理,开环调速系统的原理图,电力电子变换器,:,直流电动机,:,开环,调速系统的机械特性为,:,1.,开环调速系统,2.,单闭环直流调速系统,单闭环直流调速系统的原理图,开环系统与闭环系统的机械特性图,三,.,单闭环调速系统的仿真与分析,1.,单闭环系统的动态数学模型,PI,控制,的直流调速系统的动态结构框图,2.,单闭环调速系统仿真参数,直流电动机：额定电压,：，,额定电流：,额定转速：，电动机电势系数：,晶闸管装置,的放大系数：,滞后时间常数,：,电枢回路总电阻,：，,电枢回路电磁时间常数：,电力拖动系统机电时间常数,：,转速反馈系数,：,对应额定转速时的给定电压：,系统各环节的参数如下：,1.,同时改变 与 的值,2.,保持 不变，改变 的值,3.,保持 不变，改变 的值,四,.,双闭环系统中转速与电流调节器的设计,1.,双闭环系统的组成,2.,电流,调节器的设计,双,闭环直流,调速系统,的,整流,装置采用三相桥式电路，,基本,参数,如下,：,直流电动机：额定电压,=220V,，额定电流,=136A,额定转速,n=1500r/min,，电动机电势系数,=0.228Vmin/r,，允许过载倍数,=1.5,；,晶闸管装置的放大,系数,：,=50,；,电枢回路总,电阻,：,R=0.5,；,时间常数,：,=0.03s,，,=0.18s,；,电流滤波,时间常数,：,=0.002s,电流调节器的最大输入,电压,：,*=10V,要求电流超调量,5%,。,1,）计算电流反馈系数：,2,）确定时间常数：,（,1,）三相桥式,晶闸管整流器,的,平均失控,时间,：,（,2,）电流环小时间常数之,和,：,3,）选择电流调节器结构：,按,典型,I,型系统设计电流,调节器,，,电流,调节器采用,PI,型电流调节器,。,4,）计算电流调节器参数：,电流调节器超前时间常数：,=0.03s,；,电,流环开环增益：要求,5%,，,则,应取,=0.5,，因此,135.1,于是，,ACR,的比例,系数,=0.81,。,5,）校验近似条件：,电,流环截止频率,：,=135.1,（,1,）晶闸管整流装置传递函数,（,2,）忽略,反电动势变化对电流环动态,影响,（,3,）电,流环小时间常数近似,处理,6,）计算调节器电阻和电容：,电流调节器原理图如,下,图所示,：,电流调节器原理图,取,=40,，则：,=32.4,取,32k,=0.93,取,0.93uF,=0.2,取,0.2uF,3.,转速调节器的设计,系统的基本参数如下：,转速滤波时间常数,=,0.01,s,，转速调节器的最大输入电压,=,10V,，要求转速无静差,，,空载启动到额定转速时的转速超调量,10%,。,1,）计算,转速,反馈系数：,=0.007,2,）确定时间常数：,（,1,）,电流环等效时间常数：,=0.0074,（,2,）,转速,小时间常数之和,：,=+=0.0174,3,）选择,转速,调节器结构：,按典型,I I,型系统设计,转速,调节器,，转速,调节器采用,PI,型调节器,。,4,）计算,转速,调节器参数：,转速,调节器超前时间常数：,=h =0.087s,；,转速,环开环增益：,=396.4,于是,，可求得,ASR,的比例系数为,：,=20.2,5,）校验近似条件：,转速环截止频率,：,=34.5,（,1,）电流环传递函数简化条件,=63.7,（,2,）转速环小时间常数近似处理,条件,=38.7,6,）计算调节器电阻和电容：,转速,调节器原理图,取,=40k,，则：,取,810k,取,0.1uF,取,1uF,7,）校验转速超调量,校验时，,应该按,ASR,退饱和的情况计算超调量。,在退饱和的情况下，调速系统空载启动到额定转速时的转速超调量,应按下列式子计算：,Z,是负载系数，假设理想空载启动时，,z=0,，且当,h=5,时，查表得：,=81.2%,，则,1.,双,闭环调速系统的实际动态结构图,双闭环调速系统的动态结构图,五,.,双闭环系统的仿真与分析,1.,电流环的仿真,电流环的的仿真模型,如左图所示就是根据上个仿真模型仿真出来的转速响应图，其中,KT,=0.5,。,下面，改变调节器的参数值，观察转速响应图有何变化。,电流环的仿真结果,1.,同时改变 与 的值,2.,单独改变 的值,2.,单独改变 的值,2.,转速环的仿真,转速环的的仿真模型,转速,环,空载,起动,波形图,如左图所示就是根据上个仿真模型仿真出来的转速、电流响应图。,下面，改变调节器的参数值，观察转速响应图有何变化。,1.,同时改变 与 的值,2.,单独改变 的值,3.,系统满载起动时的仿真图,4.,检查系统的抗负载能力,Step1,的,final value,是,60,Step1,的,final value,是,100,4.,分析系统的抗负载能力,扰动类型,扰动幅度,原稳态值,动态降落,新稳态值,调节时间,转速降落,负载扰动,100,1480,1.4%,1480,0.15,0,5.,分析系统无极调速原理,Step,的,final value,由,10,改为,7,Step,的,final value,由,7,改为,5,谢谢,