电力拖动自动控制系统课程设计

则 W?KN(?ns?1)n(s)s2(T

?ns?1)3.转速调节器的参数计算

电流环时间常数1/KI。由电流环设计可知KITΣ=0.5，则 1/KI=2TΣ=2*0.0037=0.0074；

转速滤波时间常数Tom。根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=0.01s 转速时间常数TΣn=1/KI+Ton=0.0074+0.01s=0.0174s

按跟随和抗扰性能都好的原则，取h=5，则ASR的超前时间常数为 τn=h TΣn=5*0.0174=0.087s

由 KKn?RN?

?n?CeTm得 Kn=

h?162h2T2=ΣΣn2*52*0.01742s?2=396.4 Kn=（h?1）βCeTm2hαRT=

6*0.53*0.136*0.02s?2Σn2*5*0.007*1.385*0.0174=5.12

W (s)?Kn(?ns?1)（0.087s?1）ASR?ns=5.12*0.087s

4转速参数的校验

校验近似条件： 转速环截止频率 ωcn=Knτ

1n=396.4*0.087=34.5s

?

电流环传递函数简化条件为

1KI13Ti=135.130.0037=63.7 s?1>ωcn满足条件；

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转速环的小时间常数近似处理条件为

1KI1135.1?1==38.7 s>ωcn满足条件；

3Ton30.01

5转速环的实现

模拟式转速调节器电路 U*n —为转速给定电压， -? n —为转速负反馈电压，

U*i —调节器的输出是电流调节器的给定电压。

转速调节器参数计算 RKn?n R0

?n?RnCn

1

Ton?R0Con 4

各电阻和电容值计算如下： Rn=KnRo=5.12*40=204.8KΩ

Cn=τn/Rn=(0.087/204800)*1000=0.04μF Con=4Ton/Ro=（4*0.01/40*1000）=1μF 6.校核转速超调量

实际上在书中2-6中是线性系统计算的，而增加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性饱和前提，应按ASR饱和的情况重新计算超调量：

当h=5时，由书中表2-6查得，?n?37.6%，不能满足设计要求，实际上，由于书中表2-6是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时ASR饱和，不符合线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量，

?Cmax?nb?Cmax?nNT?n?n?()*?2()(??z)*。当h=5

CbnCbnTm 17

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IdR12.5?1.385?Cmax?127.2r/min，?81.2%,而?nN?N?Ce0.136Cb?n?81.2%?2?1.5?127.20.0174??17.9%?10%，不满足设计要求，需加入15000.02转速微分负反馈。待定参数为Cdn和Rdn，由于?dn?RoCdn，而且已选定

Todn?RdnCdn?Ton，所以只需确定?dn。

?dn2?n*Tm4h?24?5?22?0.05?1500?0.02?Tn???0.0174??0.048?h?1(??z)?nN5?11.5?127.2Cdn??dnRo?Ton0.0480.01?1.2uF，R???8.3K?，dn3?640?10Cdn1.2?10?nmax?Cmax??39.1?，此时?3。查表可得：?nb?dnTn??0.048??2.76，取dn0.0174Tn??n?39.1%?2?1.5?

127.20.0174??8.7%?10%，故符合要求。 15000.02

五、辅助回路设计 5.1 电源设计

此电路用于产生基准电压，其主要特点如下：输出电压高，纹波电压小，管子所承受的最大反向电压较低，电源变压器充分利用，效率高。滤波电路用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻两侧并联电容器；或在整流电路输出端与负载间串联电感L，以及由电容、电感组合而成的各种复式滤波电路。

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5.2 转速给定电路设计

转速给定电路主要由滑动变阻器构成，调节滑动变阻器即可获得相应大小的给定信号。转速给定电路可以产生幅值可调和极性可变的阶跃给定电压或可平滑调节的给定电压。其电路原理图如图

5.3 转速检测设计

转速检测电路的主要作用是将转速信号变换为与转速称正比的电压信号，滤除交流分量，为系统提供满足要求的转速反馈信号。转速检测电路主要由测速发电机组成，将测速发电机与直流电动机同轴连接，测速发电机输出端即可获得与转速成正比的电压信号，经过滤波整流之后即可作为转速反馈信号反馈回系统。电路如下图：

六、心得体会

这次课程设计历时两周，在整整两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。经过这次课程设计我感受很多。

说真的当我拿到我所做的题目时我真的不知道从何下手这毕竟是我的第一次课程

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设计，周末的时候到图书馆查阅的很多书籍，参考了一些网上的资料，最后终于有了自己的思路。课设期间我遇到了很多问题，我的题目为数字式可逆PWM直流调速系统起初我想设计全数字调速系统，由于全数字系统需要把转速环和电流环以及PWM生成装置给定等环节都放在微型计算机中，计算时需要把反馈模拟信号转化成数字信号存入单片机的存储器中，有的环节还需要计算机控制技术来实现，相对比较困难，答疑时指导老师说数字式不一定是全数字式可以是某个环节为数字式。后来我把PWM生成环节用单片机来实现。在算两个环的参数时也遇到的一些困难，最后再老师的指导和自己的努力终于完成了课设的题目。

通过这次课把理论与实际结合起来，使我对自动控制系统有了更高层次的认识很好地实现了从书本到实际操作的一个过渡。课程设计不仅是对前面所学电力电子技术和运动控制理论的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多。以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 我想无论是在学习还是在生活上只有自己用心去学习和参与才可能有收获，这也算是课设给我的一点小小的感悟。

总之，在设计过程中，我不仅学到了以前从未接触过的新知识，而且学会了独立的去发现，面对，分析，解决新问题的能力，不仅学到了知识，又锻炼了自己的能力，为以后课程设计奠定的基础。

七、参考文献 1）《电力拖动自动控制系统》 陈伯时 主编 2)《电路电子变流技术》 黄俊 主编 3）《电力拖动自动控制系统习题集》 童福尧 主编 4）《电气控制》 李仁 主编 6）自选其他有关资料

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