逻辑控制无环流可逆调速系统设计（毕业论文）.doc

毕业设计 题 目 直流电动机无环流可 逆调速系统设计 专 业 电气工程与自动化 班 级 2008级（2）班 学 生 郑凌峰 指导教师 杜军 重庆交通大学 2012 年 前 言 电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。由于半导体技术在电力电子学和模拟及数字电子学方面的迅速发展，促使了电力拖动自动控制系统的日新月异。 采用电力拖动自动控制系统，一方面可以把人们从繁重的体力劳动中解放出来，自动地把电能变换成所需要地机械能，另一方面也可以把人们从信息处理地繁杂的事务工作中解脱出来。因此，应用电力拖动自动控制系统可以具有以下一些优点：首先是改善生产过程中的工作条件、节约劳动力和减少原材料和能源的消耗；其次是提高生产设备的利用率、可靠性﹑安全性及其寿命，减少故障率和重大故障的可能性；最后对于某些因生产工艺和环境条件等原因造成的不能或不宜由人进行控制的场合，可以实现过程控制等方式。 前 言 2 摘 要 I Abstract II 第一章 绪论 1 1.1选题的目的及意义 1 1.2直流传动系统概述 1 1.2.1电力拖动的基本概述 1 1.2.2 直流传动控制系统发展概况 2 1.2.3 无环流调速系统简介 2 1.2.4 控制系统的计算机仿真 3 1.3设计主要内容 4 1.4论文的结构 4 第二章 系统总体设计方案 5 2.1系统方案选择 5 2.1.1供电电路选择 5 2.1.2调速方案的选择 5 2.1.3可逆方案的选择 6 2.1.4 控制方案的选择 6 2.2系统原理 7 第三章主电路设计 10 3.1 整流电路计算 10 3.2保护设计 11 3.2.1过电压保护 11 3.2.2过电流保护 12 第四章 控制电路设计 13 4.1控制系统工作流程 13 4.2晶闸管触发电路 13 4.3电流调节器的设计 14 4.3.1电流调节器的作用 15 4.3.2电流调节器的结构 15 4.3.3电流调节器的时间常数 16 4.3.4电流调节器的实现 16 4.3.5电流调节器的参数计算 17 4.3.6电流调节器额近似条件检验 18 4.3.7电流调节器的电阻和电容计算 18 4.4转速调节器设计 18 4.4.1转速调节器的作用 19 4.4.2转速调节器的传递函数 19 4.4.3转速调节器器结构的选择 19 4.4.4转速调节器的实现 21 4.4.5电流调节器的时间常数 21 4.4.6电流调节器的参数计算 22 4.4.7转速调节器的近似条件检测 22 4.4.7转速调节器的电阻和电容计算 23 4.5无环流逻辑装置的设计 23 4.5.1逻辑控制器的工作原理 23 4.5.2逻辑控制器的组成 24 4.5.3 DLC输入输出逻辑控制表 26 第五章MATLAB的基本知识 28 5.1MATLAB的介绍 28 5.2 MATLAB（Sumilink）的介绍 29 5.3 Simulink 使用 30 5.3.1 Simulink定义 30 5.3.2 Simulink的模块库介绍 30 5.3.3 Simulink功能模块的处理 30 第六章系统建模及仿真 32 6.1 逻辑无环流可逆调速系统的建模 32 6.1.1逻辑控制器的建模与封装 32 6.2.2整个逻辑系统建模 33 6.2.系统主要仿真参数 34 6.3仿真波形 35 6.3.1逻辑无环流可逆系统工作情况 35 6.3.2逻辑控制器的输入输出信号 37 结论 39 致 谢 40 参考文献 41 摘 要 直流电动机具有良好的起制动性能，易于在广泛范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，它是交流拖动控制系统的基础，所以首先应该掌握直流系统。 从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统，位置随动系统，张力控制系统，多电动机同步控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因而调速系统是最基本的拖动控制系统。在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。 本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电路进行了计算和设计。运用了一种基于Matlab的Simulink