《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)直流單極式可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)直流單極式可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目錄1 任務(wù)分析.11.1 概述.11.2 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖.11.3 單極式可逆 PWM 變換器的工作原理.21.4 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的靜特性.42 電路設(shè)計(jì).52.1 給定及偏移電源.52.2 雙環(huán)調(diào)節(jié)器電路.62.2.1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器.62.2.2 電流調(diào)節(jié)器.62.3 信號(hào)產(chǎn)生電路.72.4 驅(qū)動(dòng)電路.82.5 轉(zhuǎn)速及電流檢測(cè)電路.102.5.1 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路.102.5.2 電流傳感器.103 調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定.113.1 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算.113.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定.123.3 參數(shù)的校驗(yàn).133.3.1 電流參數(shù)的校驗(yàn).133.3.2 轉(zhuǎn)速參數(shù)的校驗(yàn).143.3

2、.3 校驗(yàn)退飽和轉(zhuǎn)速超調(diào)量.144 心得體會(huì).15參考文獻(xiàn).16附錄.17直流單極式可逆 PWM 調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 任務(wù)分析1.1 概述本文所論述的是“直流單極式可逆 PWM 調(diào)速系統(tǒng)” 。采用脈沖寬度調(diào)制的高頻開關(guān)控制方式，形成脈寬調(diào)制變換器直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)或直流PWM 調(diào)速系統(tǒng)。脈寬調(diào)制變換器是把脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的一種直流斬波器，脈寬調(diào)制，是利用電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷，將直流電壓變成連續(xù)的直流脈沖序列，并通過(guò)控制脈沖的寬度或周期達(dá)到變壓的目的。與 V-M 系統(tǒng)相比，PWM 系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：1）主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。2）開關(guān)頻率高，電流容

3、易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。3）低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá) 1：10000 左右。4）若是與快速響應(yīng)的電機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗干擾能力強(qiáng)。5）功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，道通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適中時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率高。6）直流電流采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因素比相控整流器高。由于有以上優(yōu)點(diǎn)直流 PWM 系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛，特別是在中、小容量的高動(dòng)態(tài)性能中，已完全取代了 V-M 系統(tǒng)。由于雙極式 PWM 變換器在工作過(guò)程中，4 個(gè)電力晶體管都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗相比來(lái)說(shuō)較大，而且容易發(fā)生上下兩管直通的事故。降低了裝置的可靠性，為了克服這一缺點(diǎn)

4、，對(duì)于靜動(dòng)態(tài)性能要求低一些的系統(tǒng)可采用單極式 PWM 變換器，其主電路不變，不同的僅僅在于驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。為達(dá)到更好的機(jī)械特性要求，一般直流電動(dòng)機(jī)都是在閉環(huán)控制下運(yùn)行。經(jīng)常采用的閉環(huán)系統(tǒng)有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流截止負(fù)反饋。綜上所述，我們可根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)直流單極式可逆 PWM 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。1.2 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串級(jí)聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制 PWM 裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變

5、平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求?？傮w方案的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖如圖 1 所示。ASRACRPWMKsR1/CeUn*Ui*nId-圖 1 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1.3 單極式可逆 PWM 變換器的工作原理脈寬調(diào)制器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列，從而平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速?？赡?PWM 變換器的輸出電壓極性是隨控制電壓極性變化而變化的，因而可組成可逆的直流調(diào)速系統(tǒng)。常見的可逆 PWM 變換器主電路有 H 型和 T 型，本設(shè)計(jì)采用 H 型橋式可逆變換器。單極式可逆 PWM 變換器電路如圖 2 所示。它和雙極式一樣

6、，由 4 個(gè)電力晶體管構(gòu)成，不同之處僅在于電力晶體管的基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)不同。電動(dòng)機(jī) M 的極性隨控制電壓極性的變化而變化。圖 2 橋式可逆 PWM 變換器電路單極式可逆 PWM 變換器的驅(qū)動(dòng)脈沖：21UgUg， VT1 和 VT2 交替導(dǎo)通（和雙極式一樣）3Ug、4Ug改成因電機(jī)的轉(zhuǎn)向而施加不同的直流控制信號(hào)。電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，使3Ug恒為負(fù)，4Ug恒為正，則 VT3 截止而 VT4 常通。電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，則3Ug恒為正,而4Ug恒為負(fù)，使 VT3 常通而 VT4 截止。下面分析當(dāng)控制電壓為正即當(dāng)電機(jī)正向電動(dòng)時(shí)，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)：0ontt 時(shí)，1Ug 和4Ug為正，晶體管 VT1 和 VT4 飽和導(dǎo)通;

7、2Ug和3Ug為負(fù)，VT2和 VT3 截止。這時(shí)sABUU。當(dāng)onttT 時(shí)，1Ug 變負(fù)，VT1 和 VT3 截止, VT4 導(dǎo)通 ；2Ug變正，但 VT2 仍不通，正向電流沿 VD2 和 VT4 續(xù)流。這時(shí)0ABU。ttttontTT4Ug1UgABUdi0000圖 3 單極式可逆 PWM 變換器的驅(qū)動(dòng)電壓電流波形單極式控制可逆 PWM 變換器的輸出平均電壓為sondUTtU如果定義占空比ontT，電壓系數(shù)dsUU則在單極式可逆變換器中調(diào)速時(shí)，的可調(diào)范圍為 01 相應(yīng)的的范圍也為 01。由于單極式 PWM 變換器的電力晶體管 VT3 和 VT4 兩者之中總有一個(gè)是常通的，而另一個(gè)是截止的，

8、運(yùn)行中不用頻繁地交替導(dǎo)通。因此，單極式變換器的開關(guān)損耗要比雙極式小，裝置的可靠性有所提高。但此電路無(wú)高頻微振，啟動(dòng)較慢， 其低速性能不如雙極性的好。 1.4 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的靜特性由于采用了脈寬調(diào)制，電流波形都是連續(xù)的，因而機(jī)械特性關(guān)系式比較簡(jiǎn)單，電壓平衡方程如下dsddiURiLEdt (0)ontt .dsddiURiLEdt ()onttT 按電壓平衡方程求一個(gè)周期內(nèi)的平均值，即可導(dǎo)出機(jī)械特性方程式，電樞兩端在一個(gè)周期內(nèi)的電壓都是dsUU，平均電流用dI表示，平均轉(zhuǎn)速/enE C，而電樞電感壓降ddiLdt的平均值在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)為零。于是其平均值方程可以寫成sddeURIERIC n則機(jī)械

9、特性方程式0sddeeeURRnInICCC2 電路設(shè)計(jì)橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的如圖 4 所示。PWM 變換器的直流電源由交流電網(wǎng)經(jīng)不控的二極管整流器產(chǎn)生，并采用大電容6C濾波，以獲得恒定的直流電壓sU。由于電容容量較大，突加電源時(shí)相當(dāng)于短路，勢(shì)必產(chǎn)生很大的充電電流，容易損壞整流二極管，為了限制充電電流，在整流器和濾波電容之間傳入電阻 Rz，合上電源后，用延時(shí)開關(guān)將 Rz 短路，以免在運(yùn)行中造成附加損耗。由于直流電源靠二極管整流器供電，不可能回饋電能，電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)只好對(duì)濾波電容充電，這式電容器兩端電壓升高稱作“泵升電壓” 。為了限制泵升電壓，用鎮(zhèn)流電阻 Rx 消耗掉這些能量，在泵升電壓

10、達(dá)到允許值時(shí)接通5VT 。圖 4 橋式可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路2.1 給定及偏移電源此電路用于產(chǎn)生15V 電壓作為轉(zhuǎn)速給定電壓以及基準(zhǔn)電壓，如圖 5 所示：圖 5 給定電壓電路圖2.2 雙環(huán)調(diào)節(jié)器電路為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，必須對(duì)被控量進(jìn)行采樣，然后與給定值比較，決定調(diào)節(jié)器的輸出，反饋的關(guān)鍵是對(duì)被控量進(jìn)行采樣與測(cè)量。兩個(gè)回路構(gòu)成一個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)。主回路對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，副回路對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。2.2.1 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速反饋電路如圖 7 所示，由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)0.012sonT。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入相同時(shí)間常數(shù)

11、的給定濾波環(huán)節(jié)。圖 6 含給定濾波與反饋濾波的 PI 型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器2.2.2 電流調(diào)節(jié)器由于電流檢測(cè)中常常含有交流分量，為使其不影響調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。此濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)表示，由初始條件知濾波時(shí)間常數(shù)0.002soiT ，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。為了平衡反饋信號(hào)的延遲，在給定通道上加入同樣的給定濾波環(huán)節(jié)，使二者在時(shí)間上配合恰當(dāng)。圖 7 含給定濾波與反饋濾波的 PI 型電流調(diào)節(jié)器2.3 信號(hào)產(chǎn)生電路PWM 生成電路如圖 8 所示，SG3524 生成的 PWM 信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)非門轉(zhuǎn)為兩路相反的 PWM 信號(hào)，為了確保上下兩橋臂不會(huì)直通發(fā)生事故，中間加入電容1C、2C 進(jìn)行邏輯

12、延時(shí)，后面再加上非門和與門構(gòu)成的電路。入 入 入 入RTCT OSCIN-IN+Vref&SG3524R3R4R5R6C1C2C3PWM1PWM2Vss圖 8 PWM 生成電路本設(shè)計(jì)采用集成脈寬調(diào)制器 SG3524 作為脈沖信號(hào)發(fā)生的核心元件。根據(jù)主電路中IGBT 的開關(guān)頻率，選擇適當(dāng)?shù)膖R、tC值即可確定振蕩頻率。由初始條件知開關(guān)頻率為10kHz，可以選擇kRt12,FCt01. 0。電路中的 PWM 信號(hào)由集成芯片 SG3524 產(chǎn)生，SG3524 可為脈寬調(diào)制式推挽、橋式、單端及串聯(lián)型 SMPS(固定頻率開關(guān)電源)提供全部控制電路系統(tǒng)的控制單元。由它構(gòu)成的PWM 型開關(guān)電源的工作頻率可達(dá)

13、 100kHz,適宜構(gòu)成 100-500W 中功率推挽輸出式開關(guān)電源。SG3524 采用是定頻 PWM 電路,DIP-16 型封裝。由于構(gòu)成單極式 PWM 變換器要保證21UgUg，且當(dāng)cU 為正時(shí)，3Ug恒為負(fù)，4Ug恒為正。當(dāng)cU 為負(fù)時(shí)，3Ug恒為正，4Ug恒為負(fù)。由 SG3524 構(gòu)成的單極式 PWM 變換器電路圖如圖 9 所示，由 15 腳輸入+15V 電壓，用于產(chǎn)生+5V 基準(zhǔn)電壓。9 腳是誤差放大器的輸出端，在 1、9 引腳之間接入外部阻容元件構(gòu)成 PI 調(diào)節(jié)器，可提高穩(wěn)態(tài)精度。13 引腳通過(guò)電阻與+15V 電壓源相連，供內(nèi)部晶體管工作，由電流調(diào)節(jié)器輸出的控制電壓作為 2 引腳輸

14、入，通過(guò)其電壓大小調(diào)節(jié) 11、14 引腳的輸出脈沖寬度，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)制變換器的功能實(shí)現(xiàn)。圖 9 單極式 PWM 變換器電路圖SG3524 的基準(zhǔn)源屬于常規(guī)的串聯(lián)式線性直流穩(wěn)壓電源,它向集成塊內(nèi)部的斜波發(fā)生器、PWM 比較器、T 型觸發(fā)器等以及通過(guò) 16 腳向外均提供+5V 的工作電壓和基準(zhǔn)電壓,振蕩器先產(chǎn)生 0.6V-3.5V 的連續(xù)不對(duì)稱鋸齒波電壓 Vj,再變換成矩形波電壓,送至觸發(fā)器、或非門,并由 3 腳輸出。振蕩器頻率由 SG3524 的 6 腳、7 腳外接電容器 CT 和外接電阻器 RT決定,其值為:f=1.15/RTCT。考慮到對(duì) CT 的充電電流為(1.2-3.6/RT 一般為 30

15、A-2mA),因此 RT 的取值范圍為 1.8k100k,CT 為 0.001F0.1F,其最高振蕩頻率為 300kHz。 開關(guān)電源輸出電壓經(jīng)取樣后接至誤差放大器的反相輸入端,與同相端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較后,產(chǎn)生誤差電壓 Vr,送至 PWM 比較器的一個(gè)輸入端,另一個(gè)則接鋸齒波電壓,由此可控制PWM 比較器輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)。2.4 驅(qū)動(dòng)電路IGBT 驅(qū)動(dòng)采用芯片 IR2110，IR2110 采用 14 端 DIP 封裝，引出端排列如圖 10 所示。 HOUBUsNcVccCOMNCVSSLINSDHINVDDNCLO圖 10 IR2110 管腳圖它的各引腳功能如下： 腳 1（LO）是低端通道輸

16、出；腳 2（COM）是公共端；腳 3（Vss）是低端固定電源電壓；腳 5（Us）是高端浮置電源偏移電壓；腳 6(UB)是高端浮置電源電壓；腳 7（HO）是高端輸出；腳 9（VDD）是邏輯電路電源電壓；腳 10（HIN） 、腳 11（SD） 、腳 12（LIN）均是邏輯輸入；腳 13（Vss）是邏輯電路地電位端外加電源電壓，其值可以為 0V；腳 4、腳 8、腳 14 均為空端。IGBT 驅(qū)動(dòng)電路如圖 11 所示。IR2110 采用 HVIC 和閂鎖抗干擾 CMOS 工藝制作，具有獨(dú)立的高端和低端輸出通道；浮置電源采用自舉電路，其工作電壓可達(dá)500V，du/dt=50V/ns，在 15V 下的靜態(tài)

17、功耗僅有 1.6mW；輸出的柵極驅(qū)動(dòng)電壓范圍為1020V，邏輯電源電壓范圍為 515V，邏輯電源地電壓偏移范圍為5V5V。IR2110 采用 CMOS 施密特觸發(fā)輸入，兩路具有滯后欠壓鎖定。推挽式驅(qū)動(dòng)輸出峰值電流2A，負(fù)載為 1000pF 時(shí)，開關(guān)時(shí)間典型值為 25ns。兩路匹配傳輸導(dǎo)通延時(shí)為 120ns，關(guān)斷延時(shí)為 94ns。IR2110 的腳 10 可以承受 2A 的反向電流。 PWM1PWM2VbHOVsLOHINLINSDCOMVb HO VsLOHINLIN SDCOMIR2110R9R10R11R12VD10VD11IR2110C4C5PWM1PWM2Ug1Ug2Ug3Ug4Vss

18、Vss圖 11 IGBT 驅(qū)動(dòng)電路2.5 轉(zhuǎn)速及電流檢測(cè)電路2.5.1 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求，測(cè)速電機(jī)為永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)，它與電動(dòng)機(jī)同軸安裝，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓nU ，與給定電壓*nU 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓nU輸送給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。測(cè)速發(fā)電機(jī)的輸出電壓不僅表示轉(zhuǎn)速的大小，還包含轉(zhuǎn)速的方向，測(cè)速電路接線圖如圖 12 所示，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器即可改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。圖 12 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路2.5.2 電流傳感器在此我們通過(guò)霍爾傳感器測(cè)量電流，電流檢測(cè)電路原理圖如圖 13 所示：圖 13 電流檢測(cè)電路3 調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定電流調(diào)節(jié)器以及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的電路結(jié)構(gòu)如圖 13 所示，由單刀

19、雙擲開關(guān)控制電機(jī)轉(zhuǎn)向，滑動(dòng)變阻器 RP1、RP2 分別調(diào)節(jié)正反轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速，RP3 可以改變電流的限幅值，下面分別按設(shè)計(jì)要求計(jì)算電路中的各個(gè)參數(shù)。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) rVnUNnmin01. 0100010*電流反饋系數(shù)AVIUNi12. 0555 . 1105 . 1*計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)之前，先根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)計(jì)算電動(dòng)勢(shì)系數(shù)，額定狀態(tài)運(yùn)行時(shí)NNaeNUI RC n于是可得rVnRIUCNaNNemin209. 010002 . 055220為了能更好的整定，我們?cè)诖烁鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)定一些輔助條件。在此我們?cè)O(shè)定電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)為 Tl=0.03s，Tm=0.18s，并設(shè)定電力電子變換器的內(nèi)阻為 Rr

20、ec=0.8。所以可得超前時(shí)間常數(shù) i=Tl=0.03s，回路總電阻為 R=0.8+0.2=1。設(shè)定 PWM 控制電路的放大系數(shù)為 Ks=40。電流允許過(guò)載倍數(shù) =1.5。給定電壓設(shè)為 10V。在此設(shè)定所有運(yùn)算放大器的 R0=40k。3.1 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計(jì)算從設(shè)計(jì)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流有太大的超調(diào)（i5%） ，而且要求系統(tǒng)電流無(wú)靜差，為此，電流環(huán)應(yīng)一跟隨性能為主，即選用典型 I 型系統(tǒng)。首先確定時(shí)間常數(shù)，根據(jù)上面的分析可得電流濾波時(shí)間常數(shù) Toi=0.002s，通過(guò)查閱相關(guān)資料可得 PWM 調(diào)壓系統(tǒng)的滯后時(shí)間 Ts=0.0001s，電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和，按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取根

21、據(jù)前面分析我們?nèi)鬟f函數(shù)為：ssKsWiiiACR) 1()(sTTToisi0021. 0002. 0001. 0電流開環(huán)增益:因要求5%i，故應(yīng)取i0.5IK T，因此由此可得 ACR 的比例系數(shù)為：根據(jù)比例系數(shù)我們可得，取運(yùn)算放大器的 R0=40k，各電阻和電容值為：kRKRii6 .594049. 10，取 60K。 ，取 0.5uF。，取 0.2uF。3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定首先確定轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)間常數(shù)。電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)i20.0042Ts。轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)onT ，根據(jù)測(cè)速發(fā)電機(jī)的紋波情況取0.01onTs；轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)nT，按小時(shí)間常數(shù)盡速處理取ni20.0420.010.0

22、142onTTTs根據(jù)設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)速環(huán)應(yīng)該設(shè)計(jì)為典型型系統(tǒng)，調(diào)節(jié)器也應(yīng)采用 PI 型，其傳遞函數(shù)為1( )nASRnnsWsKs根據(jù)跟隨性和抗干擾性能都較好的原則取5h 。則 ASR 超前時(shí)間常數(shù)n5 0.01420.071nhTs 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益22216595.1222 25 0.0142NnhKh T11 .2380021. 05 . 05 . 0ssTKiI49. 112. 040103. 01 .238siIiKRKKuFFRCiii5 . 0105 . 010006003. 06uFRTCoioi2 . 0100040002. 0440于是 ASR 的比例系數(shù)為1 .190142.

23、 001. 015218. 0209. 012. 062) 1(nmenRThTChK由運(yùn)算放大器40oRk可得，各電阻和電容值計(jì)算如下：kRKRnn764401 .190，取 750k。uFRCnnn094. 01000750071. 0，取 0.1uF。FRTCoonon110)40/01. 04(/43，取 1uF。3.3 參數(shù)的校驗(yàn)3.3.1 電流參數(shù)的校驗(yàn)校驗(yàn)近似條件：電流環(huán)截止頻率1238.1ciIKs。校驗(yàn) PWM 調(diào)壓系統(tǒng)傳遞函數(shù)的近似條件是否滿足13cisT。因?yàn)?13333.3333 0.0001cisT，所以滿足近似條件。校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的近似條件是否滿足13

24、TcimlT?，F(xiàn)在113344.72T0.15 0.03cimlT，滿足近似條件。校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理是否滿足條件113cisoiTT?，F(xiàn)在11111745.36330.0001 0.002cisoisTT，滿足近似條件。按照上述參數(shù)，電流環(huán)滿足動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求和近似條件。3.3.2 轉(zhuǎn)速參數(shù)的校驗(yàn)校驗(yàn)近似條件：轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率1595.12 0.07142.25cnNnKs。校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件是否滿足n15cnT?，F(xiàn)在1i1195.2455 0.0021cnsT，滿足簡(jiǎn)化條件。校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理是否滿足i1132cnonT T?，F(xiàn)在i111151.433232 0.01 0.00

25、21cnonT T，滿足近似條件。3.3.3 校驗(yàn)退飽和轉(zhuǎn)速超調(diào)量 當(dāng) h=5 時(shí)，查表得，n=37.6%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，由于這是按線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí)，ASR 飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按 ASR 退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)負(fù)載系數(shù) z=0，已知電機(jī)參數(shù)：PN10 KW，UN220 V，IN55 A，nN1000 r/min，Ra0.2，直流它勵(lì)勵(lì)磁電壓 220V，電流 1.6A；PWM 裝置放大系數(shù) Ks=40；時(shí)間常數(shù) Tm=0.1s，Tl=0.03s；永磁式測(cè)速發(fā)電機(jī)參數(shù)：23W，110V，0.21A，1900 r/min。 當(dāng)5h 時(shí)，

26、max%81.2%KbCC。則%10%06. 518. 00142. 01000209. 01555 . 1%2 .812)(2*maxmnNbnTTnnzCC。綜上所述，系統(tǒng)的各項(xiàng)靜動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)都能滿足設(shè)計(jì)要求?？墒瓜到y(tǒng)達(dá)到快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定，具有可行性和實(shí)用性。4 心得體會(huì)理論的學(xué)習(xí)使我們掌握了有關(guān)有關(guān)運(yùn)控的各方面知識(shí)。隨著科技不斷發(fā)展進(jìn)步，電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)也同我們的生活息息相關(guān)，在我們的生活中扮演的角色也越來(lái)越重要。這次課程設(shè)計(jì)總共不到兩個(gè)星期的時(shí)間，而且期間穿插著元旦放假以及另外一門課設(shè)，時(shí)間比較緊，但是即使這樣，我也積極地進(jìn)行準(zhǔn)備，認(rèn)真分析老師所給的任務(wù)書。剛開始時(shí)，我看到我的題目為單

27、極式 PWM 調(diào)速系統(tǒng)，還暗自慶幸比那些雙極式的要簡(jiǎn)單。但是做了段時(shí)間，就被卡住了，在單極式 PWM 變換器的實(shí)現(xiàn)上，我想了很多方法，可惜都不能成功。但是我認(rèn)真對(duì)單極式的原理以及工作過(guò)程分析后，認(rèn)識(shí)到其中的一些邏輯關(guān)系，終于將困難解決掉。 在做運(yùn)控課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我更能認(rèn)真和全面的對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)全面和系統(tǒng)更深刻的了解和掌握。在這個(gè)過(guò)程中我認(rèn)真查閱了大量資料和工具書增長(zhǎng)了我的知識(shí)，開闊了我的視野。不過(guò)我看得更多的還是教材，萬(wàn)變不離其宗，對(duì)任何一個(gè)設(shè)計(jì)其基本原理最終都可以在書本上找到答案。所以書本是最重要的，完全吃透書本課程設(shè)計(jì)才能發(fā)揮得更好。雖然課程設(shè)計(jì)源于書本，但是和應(yīng)用于生活聯(lián)系得更加緊密

28、。這就要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活的過(guò)程中每個(gè)人都要學(xué)會(huì)應(yīng)用資源和我們自身的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)留心觀察身邊的事物，做課設(shè)期間我們參觀了武鋼集團(tuán)以及理工光科等，在看到里面那些高科技的產(chǎn)品其實(shí)歸根結(jié)底其原理我們大家弄清楚了都是很簡(jiǎn)單的。所以我們必須要利用身邊的資源去了解我們周圍這個(gè)充滿了高科技的世界。要在 10 天左右時(shí)間內(nèi)做好兩門課設(shè)，吃苦熬夜是必然的，舍不得吃苦是做不好任何事的。另外光能吃苦是不夠的，還要有過(guò)硬的技術(shù)水平，有的同學(xué)基礎(chǔ)扎實(shí)，一兩個(gè)晚上就能完成設(shè)計(jì)，但有的同學(xué)卻不知道怎么樣開頭，不知道要做什么，這就是差距。通過(guò)課程設(shè)計(jì)讓自己明白自己所差的 還很多很多在接下來(lái)的日子里一定要努力學(xué)習(xí)以備將來(lái)走入社會(huì)

29、能不讓人用輕飄飄的眼神看自己。也用自己的所學(xué)來(lái)證明自己的尊嚴(yán)和人格。在這次設(shè)計(jì)中，由于我知識(shí)的欠缺，設(shè)計(jì)的并不詳細(xì)，知識(shí)的銜接也不理想，錯(cuò)誤應(yīng)該是有的，但我很認(rèn)真地去做了，設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤的地方希望老師能諒解，并加以指點(diǎn)。我會(huì)努力改正，力爭(zhēng)在以后的課設(shè)和學(xué)習(xí)中更加完善。參考文獻(xiàn)1 王兆安等.電力電子技術(shù). 北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2000.2 王離九.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng).武漢.華中理工大學(xué)出版社，1991.3 陳伯時(shí).運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng). 北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4 曾毅.現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工程. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5 孫立志.PWM 與數(shù)字化電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用.北京.中國(guó)電力出版社，2008.附錄