调速系统转速反馈系数的整定毕业论文.doc

调速系统转速反馈系数的整定毕业论文 目 录 引言 3 1 6 1.1 直流电机调速系统发展 6 1.2 的概念 8 2 的基本构成 10 2.1 JDK-1型电力电子技术及电机控制实验台 10 2.2 实验所需挂箱、电机等设备 11 2.3 导线 19 3 转速反馈调速系统的实验过程 20 3.1 开环直流调速系统实验 20 3.2 基于P调节器的闭环调速系统实验 31 3.3 基于PI调节器的闭环调速系统实验 38 4 实验结果与分析 44 44 4.2 基于P调节器的转速反馈调速系统实验结果分析 45 4.3 基于PI调节器的转速反馈调速系统实验结果分析 48 结论 51 致谢 53 参考文献 56 引 言 [1]。随着近些年来我国经济的迅速发展和加速现代化，工业，农业生产，人们的日常生活水平提高导致的高需求的出现，使得电机调速系统的精确度要求也越来越高。如何设计出高效，稳定，节能，成本低廉的直流电机控制系统，成为了工业生产中的重要环节[2]。 目前，直流调速系统已经在几代人的研究和发展之下具有比较完整的理论和相对成熟的实践。在一些调速性能指标要求不高的场合，开环调速系统就能满足要求，但是开环系统并不具备自我调节的功能，遇到扰动时，会因其系统局限性引起比较大的转速的变化，其机械特性比较“软”，调速范围也较窄，静差率比较差。因此，对于有着较高要求的传动装置或机械化生产设备，开环调速是无法满足要求的，运行过程中会产生这样或那样的误差，结果总是不尽人意。因此我们需要采取某些措施以提高系统的静特性和调速性能，使系统响应变得更加快速，更加稳定地运行[3]。为了设计出可以稳定运行的直流调速系统，更加深入理解其原理以及从发展中创新，针对工程中需要高性能的控制系统，就必须要引入反馈控制环节，这里，稳定转速的话就需要引入转速负反馈，使机械特性变“硬”[4]。 此次设计的思路是，根据自动控制原理，分析得出设计思路。由于反馈闭环控制系统是按照被控制对象的实际状态与期望状态的偏差被放大后进行控制的系统，因此只要系统出现偏差，其电路就会自动根据偏差进行相应的自我调节。转速变化的原因是负载的变化，这些变化直接造成系统的波动，表现为转速偏差，显然闭环调速系统能够减少转速降落[5]。本系统中发电机与电动机同轴连接，从而形成与电动机转速成正比的负反馈电压，并将之与给定电压按照一定途径进行比较后得出所谓的偏差电压，此偏差电压经过放大器放大后作为触发装置的控制电压，从而使转速间接控制整流装置的输出电压，实现输出间接控制输入的闭环控制的特点。这种系统可以减小负载引起的转速降落，可有效抑制甚至消除扰动对系统产生的影响，维持系统电动机转速稳定[6]。 本实验在人类生产生活的很多领域都具有重要意义。因直流电动机的结构决定了其可以实现快速启动和快速制动，其非常适合在较宽广的范围内平滑地调速，在电动汽车、矿厂挖掘机、隧道钻机、切割机、3D打印机、多功能电梯等需要高性能自动控制系统的领域中均得到了普遍的应用[7]。而自改革开放以来，外来技术的引入使直流电机传动装置的发展经历了重大的变革，首先实现了整流器等陈旧落后设备的更新换代，比如晶闸管整流装置慢慢取代了长久以来占据国内直流调速系统市场的水银整流装置，使直流电机调速系统完成了一次大的跃进。同时，调速系统中的控制器电路也已经慢慢实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本[8]。以上这些先进技术的应用，使直流调速系统的各项性能指标大幅度提高，同时也使其应用范围扩展到国民经济生产中的各个领域。直流调速技术在开放的交流和公平竞争中不断发展和完善，一直在向高度集成小型化、多功能化、模块化和节能的方向发展。在当代的国民生产和科技创新中仍然难以被替代。由于直流调速系统的研究和应用已经慢慢趋近成熟，并且应用得相当普遍，成本低廉，尤其是全数字控制的直流调速系统的出现，又是大大提高了直流调速系统的精度及可靠性。所以，在可预测的期限内，在调速要求较高的场合，如电动汽车、民用飞机发动机等的研发中，直流调速仍然处于主要地位。因此，对于直流电动机控制系统的研究，将对现在甚至未来的人类生产生活起着至关重要的作用[9]。 本次毕业设计的宗旨，是在前人的基础上研究转速反馈直流调速系统，以加深对系统的理解，通过理论联系实践，真正动手完成一次直流调速系统的研究。在重复前人实验之后，努力进行一些创新，并取得一定的成果。由于转速反馈直流调速系统的性能与调节器有着直接的关系，为了使系统更加稳定、快速响应，调节器内部的各项参数，比如转速反馈系数的选择就显得非常重要。先建立开环直流调速系统，多次运行得到负载和转速变化的数据。然后分别在使用P调节器和PI调节器情况下，观察转速受负载的影响并与开环调速系统作比较，分析其优势。同时几组不同的反馈系数，使系统在不同的