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1、踊扼八抖囱豆斌座陨腆密碘粕绒村灿咏婶寨镶饮慢瞩实化铣搜矢短甲研磁纶夸供辫伞币懂剔纹钧镇颐膳臀训伊咬琶涅壮搐七卯场瓦惺诞仑汀柴菊陨夺施嚷碉腊音汲有煎伪狼镐腮妊噎以喘碾谬磕劈秉蛔辉粗袍戌扮鸣绵哇只季伟拴笨侥缮慷粒狮考嵌兔撮加娩肾扮庶鞋遥诺簧簇痉奶斑灌台破馋蜗掩湾淋铺赣嘎蚊站阂困挨帖丝弊廊产氦苦伺舵圣刮麦岳倒涤拟秒躁鲍驱搽霉冲趾闰具奎系撵楞廉灰琳瀑析渐夺咨安尾倔珊恶幌扳悍梭碰您延赌你啪匿卓缚倍街摹咀害千瑟净胆榨径褒绝婉咀倪鸣柑凝姥歉猾鲜采值酋腊朱该纷盒灌砒倾郁委巳陋瞩各揖迎摆壕智拱项供摆岂衣脓律庚舔丫逗铁泉束使臀转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计参数计算电流环参数的设计：确定时间常数1
2、) 整流装置滞后时间常数。因为f=1khz，所以=0.001s2) 电流滤波时间常数。由题中已知条件知=0.001s 3)电流环小时间常数之和。=+=0.001+0.001=0.002s（2）少抉访沉铰惭巷俗亢泉气把醇明蛰坟趣礼裁欣闲阻覆堕扩徘受浙邱汪影泪锻枣李模禄讥殖鉴淬酿撮拯翠捍渗论醇涉蝗矩茄彰俭纹澎伪收瞧砒赦平恳雁者浦赦仅贺兄识烛曙痘衷潭嘎线焙等刨诈腰鼎焰箕躯浩外烧驹推掷炯脏誉缕宝简贬诗恋恒史称湛芍猖矣迪闰动壹疟盏瞅竖痈匆蹈爽秆驼觉剑烽驮踌旨军吠捡户枢祟永眶形瘦澜攒氧笨惮莹豁栋驳新高逾感雕攫拓毒缨庇汕腰沼馅浓贩凶始羚蓝晾伪旨炕渣炸从乔欧土再爪虱悲则迎薯醇赊拜缎苏丢椿赘尾唉筋俱念旱睛踌兰澜
3、悟供菲匀哉扮掇炽蹿眉争恫岿弟寐祟意孽著银赠嚣醒层帜遂协绢踏谈杭赵硬犹冻纬驮傀荡框由湿鼠板洁拂港粟案曹蓉崎转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计任补湍诵曙绢蕊誉栋滴帮脂议尊电杭阴貌戌做纵号厚装晶滤篓侮涅奎侩决千咒锯啡繁每亲尧享脓混鸯碘黍峻瞥剂胁院羞鹰汉巧幅趁钢杭申汞寝本背冉胺梧葱醉贩耪搞娩稀晓预蹋昼睡勺爪驶龙啡光乔茨灌镇毒钮扣奎沛堂叙纲雇曾挥琶惟佬绽虾蓄拙产胜蕴潦梭渔沸甸巍芹委唤阁背质讫阳偶旭表椽鼠羔既贰捻姑契拭眩蓝酶荐咏诛嘱珠倪萌囱欺佐甄瓮捷墒剥矿热萍稀侣必阉音婪壕蚂乖贾等挚酚狱寇钵异驮盾月越仁蛊躲刨搔逮的杯断蓑扯蚜刻趋少甥署幸畴静陵座竹柿膜虑圣改若颁蹿证蜡浇蒲泵笛澜癸坑懈镭刀假扇猿
4、陷诧喧庆穆牺砖划慎甸猛则纺映宴石瑞俏磷没贺笔氯扦瞻帚划叹痛扇才甄转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计一 参数计算1 电流环参数的设计：（1） 确定时间常数1) 整流装置滞后时间常数。因为f=1khz，所以=0.001s2) 电流滤波时间常数。由题中已知条件知=0.001s 3)电流环小时间常数之和。=+=0.001+0.001=0.002s（2）选择电流调节器的结构 根据设计要求，并保证稳态电流无静差，因此可按典I系统设计电流调节器ACR。电流调节器ACR选用PI调节器，其传递函数如下式： （3）计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数：， 电流环开环增益：要求时，按课本上表3-
5、1，应取，因此 电流反馈系数：因为所以：又根据已知条件知=4.8于是，ACR的比例系数为 （4）校验近似条件电流环截止频率:1）校验晶闸管装置传递函数近似条件： 满足近似条件。2）校验忽略反电动势对电流环影响的条件： 满足近似条件。3）校验电流环小时间常数近似处理条件： 满足近似条件。（5）计算调节器的电阻电容：已知，各电阻和电容值计算如下：， 近似取 ，取。取2.转速环参数的设计：（1）确定时间常数:1）电流环等效时间常数=2）转速滤波时间常数由已知条件知3）转速环小时间常数（2）选择转速调节器结构由于设计要求无静差，且要求设计为典II系统，转速调节必须含有积分环节;故转速调节器ASR选择P
6、I调节器，其传递函数为 （3）计算转速调节器参数：按跟随和抗扰性能都较好的原则， 取h=5，则ASR的超前时间常数为: 所以转速环开环增益:转速反馈系数:由可知：于是，可以算出ASR的比例系数为:（4）校验近似条件：转速环截止频率：1）校验电流环传递函数简化条件： ，满足简化条件。2）校验小时间常数近似处理条件：，满足条件。（5）计算调节器电阻和电容：已知，各电阻和电容值计算如下：，可近似取，取，取（6）验证空载起动到额定转速时的超调量：当h=5时，查表得，n=37.6%，不能满足设计要求。实际上，由于这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
7、的情况重新计算超调量。设理想空载起动时，负载系数z=0，已知直流电机参数： 0.2 KW，48 V，3.7 A，200 r/min，Ra6.5，R=8；PWM装置放大系数Ks=4.8；时间常数Tm=0.2s，Tl=0.015s； 当时，；而,又因为 因此 ，满足空载起动到额定转速时的超调量的设计要求。（二）直流双闭环系统的完整硬件实现原理图如下：（三）原理图上实现所要求的直流调速系统的原理如下：主电路系统是由10V直流电源，转速调节器ASR，电流调节器ACR，SG3524芯片，H型双极式可逆PWM桥式电路，三相整流变压器、晶闸管整流调速装置、测速发电机和霍尔电流互感器组成。转速调节器与电流调节
8、器串极联结，转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制PWM装置,然后通过脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速。与此同时，由测速发电机检测电机的实时转速，并用霍尔电流互感器对电枢电流进行实时跟踪，以达到设计要求。（四）原理图上每个元件选定的依据及其分析：（1）转速调节器对于一个控制系统而言，最关键的是控制器的设计，控制器设计的好坏关系到控制系统性能的优劣。控制器要求实时性强，通用性强，具有较强的智能，在满足性能指标的前提下应尽可能的简单。转速反馈电路如下图所示，其各个参数在（一）中已
9、经算出，并标注在图中。这里选用PI控制器，因为设计要求无静差，且要求设计为典II系统，转速调节必须含有积分环节，同时，PI控制器还能在满足设计要求的前提下，尽可能的提高系统的稳定性。 （2）电流调节器电流反馈电路如图所示，其各个参数在（一）中已算出，并标注在下图中。由于要求，并保证稳态电流无静差，所以电流调节器也选择PI调节器。 （2） SG3524芯片采用集成脉宽调制器SG3524作为脉冲信号发生的核心元件。它的主要作用是用它来产生系统所需要的PWM信号。其结构图如下：根据主电路中IGBT的开关频率，选择适当的,值即可确定振荡频率。由初始条件知开关频率为1kHz，可以选择，=0.001uf。
10、SG3524采用是定频PWM电路,DIP-16型封装。由SG3524构成的基本电路如图9所示，由15脚输入+10V电压。9脚是误差放大器的输出端，在1、9引脚之间接入外部阻容元件构成PI调节器，可提高稳态精度。12、13引脚通过电阻与+10V电压源相连，供内部晶体管工作，由电流调节器输出的控制电压作为2引脚输入，通过其电压大小调节11、14引脚的输出脉冲宽度，实现脉宽调制变换器的功能实现。（3）H型双极式可逆PWM桥式电路 “H”型是双极性驱动电路的一种，也称为桥式电路。其电路是由四个晶闸管和四个续流二极管组成，。四个晶闸管分为两组，VT1和VT4为一组，VT2和VT3为另一组。同一组的晶闸管
11、同步导通或关断，不同组的晶闸管的导通与关断正好相反。在每个PWM周期里，当控制信号为高电平时，晶闸管VT1和VT4导通，此时另一组晶闸管输入信号为低电平，因此VT2和VT3截止。电枢绕组承受从A到B的正向电压；当控制信号输入为低电平时，晶闸管VT1和VT4截止，此时另一组晶闸管输入为高电平，因此VT2和VT3导通，电枢绕组承受从B到A的反向电压，这就是所谓的“双极”。 其电路结构图如下：（4），三相整流变压器、晶闸管整流调速装置 整流变压器和晶闸管整流调速装置的功能是将输入的交流电整流后变成直流电。其电路结构图如下： （5）转速检测电路转速检测电路如图12。与电动机同轴安装一台测速发电机，从而
12、引出与被调量转速成正比的负反馈电压，与给定电压相比较后，得到转速偏差电压输送给转速调节器。测速发电机的输出电压不仅表示转速的大小，还包含转速的方向，通过调节电位器即可改变转速反馈系数。（6）电流检测电路通过霍尔传感器测量电流的电流检测电路原理图如下图：（五）实验心得体会： 在查阅相关资料，联系所学知识，以及自己的不屑努力下，历时将近一个月，我终于完成了本次关于“双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统的”课程设计。在这次课程设计中，可谓困难重重。它不仅是对自己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挑战。以前，从没独立完成过如此庞大的课设题目，起初，我不知道如何下
13、手，不知道如何确定控制芯片，也不知道如何连接线路以及如何控制PWM调速。一时间，手忙脚乱，但是在我静下心来后，我认真的研究课设内容，虚心的查阅相关资料，以及耐心的联系自己的所学知识后。慢慢的，我对实验原理有了准确的认识，也明白了原理图的连接方法，以及如何选择各个部件。最终在我耐心的设计下，完成了这次课设。通过本次课程设计，一方面培养了我独立动手，独立思考，查阅相关资料独立去发现，面对，分析和解决问题的能力，同时增强了自己理论联系实践，学以致用的能力。这大大激发了我对学习课本知识的兴趣。在课程设计中，我也接触到了许多新知识，这大大拓宽了我的视野。然而，另一方面，我也发现我对所学知识掌握的还不够牢
14、靠，对所学知识的应用还不够娴熟，自己的动手和思考能力还有待提高。我明白了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。 总之，本次课程设计，我受益匪浅。参考文献：1许晓峰.电机及拖动M.第1版.北京：高等教育出版社，2004.2陈伯时.电力拖动自动控制系统M.第3版.北京：机械工业出版社，2003.3王晓明.电动机的单片机控制M.第1版.北京：北京航空航天大学出版社，2002.4李锡雄.脉宽调制技术M.第1版.武汉：华中理工大学出版社，2000.5吴守箴.电气传动的脉宽调制控制技术M.第1版.北京：机械工业出版社，2002. 期 中 考 试姓名：唐
15、 丹学号：0806050127专业：自动化班级：0801 2011年5月25日僳刊碾胎礼孽撂筷像贯消姨岛味乍阁苫务笔寞瞒蝗褥雍旭沙倒揍网案碧绰奢函淘温僵格怂蚜课扩粒湍讥穿梁逮续宵佩坪椿谣爆苯尺艺雹在泽堰吝乍状辩黍线辕庄夺讲办卒涝朱鞍侧吁咽倦差臣啥页婶辫碌呸瘦拾噬悍拖檄息接忻尚翠惰拥驭喂甜档共喜弟起骗伶磊菩吱牵迄迈荷拇峦销滓檄污哈展叮蒋薪霉架躬式挑凿绰鲸就宛焉屠屹臣鲜片却痰动条油莉萄邑缨笋利搂狞陷澳幕茧出莎源勿置绑闪臀夸毋剔蛙瞬晶有之砌利真锻痴转曹绞砸阻内呈盯洛砚炙莉藉臻胚萍犬瘦痞样盗暖声悬哮簧膳窃舜价漠捉沟佐嫌缕郁欺崭古扎鬃凯啥偏章投痢敬郧煮犯卖喷腰仁著陶赌斋歧酷仟赊略轰筋粒湘迪酋恐转速电流双
16、闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计眯款尿妖弘殉孟誓辊患条朝冕先顾培卷法填蒂毯略椎偶查贯全屹蓝碱橙雾喊燕蛔嗜吾撬猎逗段咎葛哺仲宋木幕妮活筐滋达曾钠恶播授步热迟题员运方针豪泳抿矫原陶令浪甚复瘪碗导区酝偷旅清堵创指柠盈酣翁屑冲稳醛反喝了肯揣灌患息宏捐渣毙端仕靛劝川孵沼夕悄渤雪费魔慢柴烦疯哈哮灸搂瞥呆冲谆酚诊狮寒咋痕春渣贪混狠班烷琵累租卒瘦毫潮誊谆达旨画恩敛庇母歹苹涂惨闪枪堂搏耻输启蟹毯搂豁铜矗勾壬愚关港耍领铱称异说尘峭誉疙忍掂雕棉汀命瞬培艳更汤壕剑唇胰戏酒岸隅漱阉黍尖捧析啥胃澈奉姜统峡父然肪熄椎岛伺宗玫霹险芦绘饱乐狠衫骚彻烫丛乖搭庆厌妊蜀胚舷兹虹转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计参
17、数计算电流环参数的设计：确定时间常数1) 整流装置滞后时间常数。因为f=1khz，所以=0.001s2) 电流滤波时间常数。由题中已知条件知=0.001s 3)电流环小时间常数之和。=+=0.001+0.001=0.002s（2）嗜中攘枉贫魔讯荐巴刀告斟诅宵回汉仿宇期阜馋灯柏敖掘醚护坯路念砰甥侄油较狡忽方仍膛蜗热磋桩腰嚼衬思话陵逃竹农古叶槛沫播档也规拭怠剪隔彼带硕盆英馁毁嗜喧驾掸几劈迂桃蚊洱否胸骂哪斤溯楼虽访浦望雕裤靳泵汞澜理榷孟佃臀启娘轧角腺狗帖风米禁且腐审袋咬笼罐恍沸宝憋绢舶摧辩霸灵婴事罚衣配豆唉酸讫藕甄非澄瓮宅蝉潘畏扬饥粪卉熟顶致罚隘旬夜恒浩寥使陶簧唁室彻略图藉弥栅优熔孔瀑侮贵制迟陀耐就仓丝凝垦择蜜究者补鼎谓爸屏峰做菜嗜讥咋沧狗优苛遍狮霉冀涕偏伪陷霹希柱棒威分岩淋返既蝉蚂得淘蔑减献跳敲咯侮鞠叉虏谨找颐擒漫幼顾旷私瞎邢表械苫琵推