直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)設(shè)計(jì)與仿真本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

PAGE33畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)BACHELORDISSERTATION論文題目：直流電機(jī)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析學(xué)位類別：工學(xué)學(xué)士學(xué)科專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

直流電機(jī)晶閘管調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析摘要運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)主要包括直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)。在高性能的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)基本采用直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)。直流調(diào)速是指人為地或自動(dòng)地改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，已滿足工作機(jī)械的要求。從機(jī)械特性上看就是通過改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或外加電壓等方法來改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而改變電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和負(fù)載機(jī)械特性的的交點(diǎn)，使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。本文以直流電動(dòng)機(jī)為對象，先是分析晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)工作機(jī)械特性，然后分析單閉環(huán)有靜差和無靜差工作的系統(tǒng)靜特性，以及著重對轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的機(jī)械特性設(shè)計(jì)與分析，并應(yīng)用MATLAB軟件對系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真研究。關(guān)鍵詞：直流電機(jī)調(diào)速；晶閘管；單閉環(huán)；雙閉環(huán)；MATLAB仿真ThedesignandanalysisofThyristorABSTRACTApplicationinmotioncontrolsystemisthemostcommonformofautomaticspeedcontrolsystem.AutomaticspeedcontrolsystemincludesACvariablespeedDCdrivesystemandthesystem.Draginthehigh-performancetechnology,therelativelylongperiodoftimealmostalltheDCelectricdrivesystem.Inaddition,basedonfeedbackcontroltheorybasedontheprincipleofDCSpeedControlSpeedControlisthebasisoftheexchange.DCconverterisartificiallyorautomaticallychangethespeedofDCmotorhastosatisfytherequirementsofmechanicalwork.Judgingfromthemechanicalcharacteristicsofthemotorisbychangingtheappliedvoltageandotherparametersormethodstochangethemotor'smechanicalproperties,therebychangingthemotorcharacteristicandloadmechanicalcharacteristicsoftheintersection,thestableoperationofthemotorspeedchange.ThispaperfocusesontheSCRmotorspeedcontrolsystemofopen-loopmechanicalpropertiesofthework,singleloopwithstaticerrorandpoorworkingsystemwithnostaticstaticproperties,mechanicalpropertiesandthedoubleclosed-loopsystemclosed-loopcontrolcharacteristicsweretested.AndapplytheMATLABsoftwaresystemmodelwassimulated.Keywords:DCmotorspeed;thyristor；openloop;doubleloop;MATLABsimulation目錄摘要 IABSTRACT II目錄 III第1章緒論 11.1直流調(diào)速系統(tǒng)的概述 11.2課題的提出及研究意義 11.3課題分析與論文主要內(nèi)容 2第2章晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng) 32.1晶閘管整流技術(shù) 32.2直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng) 42.3.直流調(diào)速系統(tǒng)的控制要求和調(diào)速指標(biāo) 4第3章轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的分析 63.1單閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 63.2轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 73.3反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 83.4單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 93.4.1PI調(diào)節(jié)器 10第4章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及特性和設(shè)計(jì) 114.1雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的問題的提出 114.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作原理 124.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 144.4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與動(dòng)態(tài)分析 154.5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分析 174.6直流調(diào)速系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì) 194.6.1直流調(diào)速系統(tǒng)組成及要求 194.6.2電流環(huán)的設(shè)計(jì) 194.6.3速度環(huán)的設(shè)計(jì) 21第五章基于Matlab/Simulink直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì) 225.1Matlab/Simulink簡單介紹 225.2雙閉環(huán)系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 235.3系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 25結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29第1章緒論1.1直流調(diào)速系統(tǒng)的概述三十多年來，直流電機(jī)調(diào)速控制經(jīng)歷了重大的變革。首先實(shí)現(xiàn)了整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)組及水銀整流裝置使直流電氣傳動(dòng)完成了一次大的躍進(jìn)。同時(shí)，控制電路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技術(shù)的應(yīng)用，使直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)大幅提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。直流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展，走向成熟化、完善化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，在可逆脈寬調(diào)速、高精度的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中仍然難以替代。直流調(diào)速是指人為地或自動(dòng)地改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,以滿足工作機(jī)械的要求。從機(jī)械特性上看,就是通過改變電動(dòng)機(jī)的參數(shù)或外加工電壓等方法來改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性,從而改變電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性和工作特性機(jī)械特性的交點(diǎn),使電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在軋鋼機(jī)、礦井卷揚(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。1.2課題的提出及研究意義電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械，鋼鐵，礦山，冶金，化工，石油，紡織，等行業(yè)。這些行業(yè)中絕大部分生產(chǎn)機(jī)械都采用電動(dòng)機(jī)做原動(dòng)機(jī)。有效地控制電機(jī)，提高其運(yùn)行性能，對國民經(jīng)濟(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。按照傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型來分，電氣傳動(dòng)油直流傳動(dòng)和交流傳動(dòng)兩大類。盡管目前各種交流調(diào)速系統(tǒng)得到了普遍的重視和較快的發(fā)展，但因?yàn)橹绷麟姍C(jī)具有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，良好的啟動(dòng)、制動(dòng)性能，以及易于在寬范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，所以直流調(diào)速系統(tǒng)至今仍然是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的一種主要形式。對于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速(即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速)以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的作用點(diǎn)離被調(diào)量較遠(yuǎn)，調(diào)節(jié)作用受到多個(gè)環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動(dòng)的性能要差一些。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善因此，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化會(huì)比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)校正方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器須同時(shí)解決穩(wěn)、準(zhǔn)、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、動(dòng)態(tài)性能要求，需要設(shè)計(jì)者有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而初學(xué)者則不易掌握，于是有必要建立實(shí)用的設(shè)計(jì)方法。大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。若事先深入研究低階典型系統(tǒng)的特性并制成圖表，那么將實(shí)際系統(tǒng)校正或簡化成典型系統(tǒng)的形式再與圖表對照，設(shè)計(jì)過程就簡便多了。這樣，就有了建立工程設(shè)計(jì)方法的可能性。1.3課題分析與論文主要內(nèi)容本課題以直流電動(dòng)機(jī)為對象，第一部分說明晶閘管的整流技術(shù)，直流調(diào)速系統(tǒng)的主要問題和V-M系統(tǒng)開環(huán)特性。為后面研究直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)，雙閉環(huán)特性做基礎(chǔ)。第二部分為單閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)部分，研究單閉環(huán)(轉(zhuǎn)速負(fù)反饋)有靜差和無靜差工作的系統(tǒng)靜特性并進(jìn)行相關(guān)分析。第三部分為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)部分，完成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性和閉環(huán)控制特性研究，并進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)分析。第四部分為軟件仿真部分，用MATLAB軟件對系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真研究，對仿真結(jié)果分析、研究，驗(yàn)證控制方案的合理性。第2章晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)2.1晶閘管整流技術(shù)晶閘管是PNPN四層三端器件,分別命名為p1、n1、p2、n2四個(gè)區(qū)，共有三個(gè)PN結(jié)。晶閘管外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)如下圖2-1所示。圖2-1晶閘管外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)當(dāng)在晶閘管的陽極與陰極之間加反向電壓時(shí)，這時(shí)不管控制極的信號(hào)情況如何，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)在晶閘管的陽極與陰極之間加正向電壓時(shí)，若在控制極與陰極之間沒有電壓或加反向電壓，晶閘管還是不會(huì)導(dǎo)通。只有當(dāng)在晶閘管的陽極與陰極之間加正向電壓時(shí)，在控制極與陰極之間加正向電壓，晶閘管才會(huì)導(dǎo)通。但晶閘管一旦導(dǎo)通，不管控制極有沒有電壓，只要陽極與陰極之間維持正向電壓，則晶閘管就維持導(dǎo)通。整流是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟姽┙o直流用電設(shè)備。整流電路可以分為不可控、半控、全控三種。本論文主要以三相全控整流電路作為可控直流電源供給直流電動(dòng)機(jī)。三相橋式全控整流電路相當(dāng)于一組共陰極的三相半波和一組共陽極的三相半波可控整流電路串聯(lián)起來構(gòu)成的。習(xí)慣上將晶閘管按照其導(dǎo)通順序編號(hào)，共陰極的一組為VT1、VT3和VT5，共陽極的一組為VT2、VT4和VT6。其電路如圖2-2所示圖2-2三相橋式全控整流電路原理圖2.2直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速原理及開環(huán)特性晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(簡稱V-M系統(tǒng))整流變壓器、晶閘管整流調(diào)速裝置、平波電抗器、電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組等組成，在圖2-3所示的V-M系統(tǒng)中，只通過改變觸發(fā)或驅(qū)動(dòng)電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸出平均電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，它們都屬于開環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng)，稱為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖中VT是相控整流器，通過觸發(fā)器裝置GT的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，改變可控整流器平均輸出整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)機(jī)的平滑調(diào)速。圖2-3直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(V-M系統(tǒng))的原理圖1，系統(tǒng)的組成及調(diào)節(jié)原理系統(tǒng)的組成圖如2.5，調(diào)節(jié)→改變移相角α→改變Ud→n改變2，觸發(fā)脈沖的相位控制調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，即可很方便地改變可控整流器VT輸出瞬時(shí)電壓ud的波形，以及輸出平均電壓Ud的數(shù)值。如果把整流裝置內(nèi)阻移到裝置外邊，看成是其負(fù)載電路電阻的一部分，那么，整流電壓便可以用其理想空載瞬時(shí)值ud0和平均值Ud0來表示，瞬時(shí)電壓平衡方程：（2.2）式中E為電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢；id為整流電流瞬時(shí)值；L為主電路總電感；R主電路等效電阻；對ud0進(jìn)行積分，即得理想空載整流電壓平均值Ud0。用觸發(fā)脈沖的相位角a控制整流電壓的平均值Ud0是晶閘管整流器的特點(diǎn)。Ud0與觸發(fā)脈沖相位角a的關(guān)系因整流電路的形式而異，對于一般的全控整流電路，當(dāng)電流波形連續(xù)時(shí)，Ud0=f(a)可用下式表示：（2.3）式中a為從自然換相點(diǎn)算起的觸發(fā)脈沖控制角；Um為a=0時(shí)的整流電壓波形峰值；m為交流電源一周內(nèi)的整流電壓脈波數(shù)；對于三相全波整流電路，其中U2是整流變壓器二次側(cè)額定相電壓的有效值，Um=，m=6，。當(dāng)0<a<p/2時(shí)，Ud0>0，晶閘管裝置處于整流狀態(tài)，電功率從交流側(cè)輸送到直流側(cè)；當(dāng)p/2<a<amax時(shí)，Ud0<0，裝置處于有源逆變狀態(tài)，電功率反向傳送。為避免逆變顛覆，應(yīng)設(shè)置最大的移相角限制。3，晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性：當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式為n=(Ud0-IdR)=(Um-sincosa-IdR)（2.4）式中Ce=KeFN—電機(jī)在額定磁通下的電動(dòng)勢系數(shù)。式（2.4）等號(hào)右邊Ud0表達(dá)式的適用范圍如觸發(fā)脈沖相位控制中所述。（1）電流連續(xù)情況：改變控制角a，得一組平行直線，這和G-M系統(tǒng)的特性很相似，如圖2.6所示。圖中電流較小的部分畫成虛線，表明這時(shí)電流波形可能斷續(xù)，公式（2.4）已經(jīng)不適用了。上述分析說明：只要電流連續(xù)，晶閘管可控整流器就可以看成是一個(gè)線性的可控電壓源。圖2.4電流連續(xù)時(shí)V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性（2）電流斷續(xù)情況：當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，由于非線性因素，機(jī)械特性方程要復(fù)雜得多。以三相半波整流電路構(gòu)成的V-M系統(tǒng)為例，電流斷續(xù)時(shí)機(jī)械特性須用下列方程組表示：n=（2.5）Id=[cos()-cos(+θ)-θn（2.6）式中ψ=arctan；q為一個(gè)電流脈波的導(dǎo)通角。（3）電流斷續(xù)機(jī)械特性計(jì)算：當(dāng)阻抗角j值已知時(shí)，對于不同的控制角a，可用數(shù)值解法求出一組電流斷續(xù)時(shí)的機(jī)械特性。對于每一條特性，求解過程都計(jì)算到q=2p/3為止，因?yàn)閝角再大時(shí)，電流便連續(xù)了。對應(yīng)于q=2p/3的曲線是電流斷續(xù)區(qū)與連續(xù)區(qū)的分界線。圖2.5完整的V-M系統(tǒng)的機(jī)械特性圖圖2.6斷續(xù)段特性的近似計(jì)算（4）V-M系統(tǒng)機(jī)械特性的特點(diǎn)：圖2.7繪出了完整的V-M系統(tǒng)機(jī)械特性，分為電流連續(xù)區(qū)和電流斷續(xù)區(qū)。由圖可見：當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，特性還比較硬；斷續(xù)段特性則很軟，而且呈顯著的非線性，理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高。機(jī)械特性的近似處理方法：在電流連續(xù)段：把特性曲線與縱軸的直線交點(diǎn)n0作為理想空載轉(zhuǎn)速。在斷續(xù)特性比較顯著的情況下，可以改用另一段較陡的直線來逼近斷續(xù)段特性?；蛑苯佑眠B續(xù)段特性的延長線來逼近斷續(xù)段特性。一般可近似的只考慮連續(xù)段。n=（Udo-IdR）=n0-Δn（2.7）其中：Δn為轉(zhuǎn)速降，Δn越小，機(jī)械特性的硬度越大。Δn=IdR/Ce，Δn取決于電樞回路電阻R及所加的負(fù)載大小。圖2.7斷續(xù)段特性的近似計(jì)算在開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速之間只有順向作用而無反向聯(lián)系，即控制是單方向進(jìn)行的，輸出轉(zhuǎn)速并不影響控制電壓，控制電壓直接由給定電壓產(chǎn)生。如果生產(chǎn)機(jī)械對靜差率要求不高，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級(jí)調(diào)速，而且開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。2.3.直流調(diào)速系統(tǒng)的控制要求和調(diào)速指標(biāo)何一臺(tái)需要控制調(diào)速的設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對調(diào)速性能都有一定的要求。例如，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之間的范圍，是有級(jí)調(diào)速還是無級(jí)調(diào)速，再穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)允許轉(zhuǎn)速波動(dòng)的大小，從正轉(zhuǎn)運(yùn)行變到反轉(zhuǎn)運(yùn)行的時(shí)間間隔，突加或突減負(fù)載時(shí)允許的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，運(yùn)行停止時(shí)要求的定位精度等等。歸納起來，對于調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有以下三個(gè)方面：（1）調(diào)速。在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分檔地(有級(jí))或平滑地(無級(jí))調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。（2）穩(wěn)速。以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過大的速度波動(dòng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。（3）加、減速。頻繁起、制動(dòng)的設(shè)備要求加、減速盡量快，以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求起、制動(dòng)盡量平穩(wěn)。為了進(jìn)行定量的分析，可以針對前兩項(xiàng)要求定義兩個(gè)調(diào)速指標(biāo)，叫做“調(diào)速范圍”和“靜差率”。這兩個(gè)指標(biāo)合稱調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。（1）調(diào)速范圍生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速n和最低轉(zhuǎn)速n之比叫調(diào)速范圍，用字母D表示，即D=(2.1)其中的和一般都是指電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速，對于少數(shù)負(fù)載很輕的機(jī)床，例如精密磨床，也可以用實(shí)際負(fù)載時(shí)的最高和最低轉(zhuǎn)速。（2）靜差率當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落△n，與理想空載轉(zhuǎn)速n之比，稱作靜差率s，即s=(2.2)顯然，靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。它和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械常常對靜差率有一定的要求。例如龍門刨床，由于毛坯表面粗糙不平，加工時(shí)負(fù)載大小常有波動(dòng)，但是，為了保證工件的加工精度和加工后的表面光潔度，加工過程中的速度卻必須基本穩(wěn)定，也就是說，靜差率不能太大，一般要求，調(diào)速范圍D=20～40，靜差率s≤5%。又如熱連軋機(jī)，各機(jī)架軋輥分別由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，鋼材在幾個(gè)機(jī)架內(nèi)連續(xù)軋制，要求各機(jī)架出口線速度保持嚴(yán)格的比例關(guān)系，使被軋金屬的每秒流量相等，才不致造成鋼材拱起或拉斷，根據(jù)工藝要求，須使調(diào)速范圍D=3～10時(shí)，保證靜差率s≤0.2%～0.5%。在這些情況下，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。第3章轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的分析3.1單閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿足較高的性能指標(biāo)要求。根據(jù)自動(dòng)控制原理，為了克服開環(huán)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)量，必須采用帶有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以提高調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。閉環(huán)系統(tǒng)是把反映輸出轉(zhuǎn)速的電壓信號(hào)反饋到系統(tǒng)輸入端，與給定電壓比較，形成一個(gè)閉環(huán)。由于反饋的作用，系統(tǒng)可以自行調(diào)整轉(zhuǎn)速，這種方式也稱為反饋控制。對于調(diào)速系統(tǒng)來說，輸出量是轉(zhuǎn)速，通常引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在電動(dòng)機(jī)軸上安裝一臺(tái)測速發(fā)電動(dòng)TG，引出與輸出量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un，與轉(zhuǎn)速給定電壓Un*進(jìn)行比較，得到偏差電壓，經(jīng)過放大器A，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)或觸發(fā)裝置的控制電壓，去控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這就組成了反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖3-1所示為采用晶閘管相控整流器供電的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)轉(zhuǎn)速反饋環(huán)，所以稱為單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。由圖可見，該系統(tǒng)由電壓比較環(huán)節(jié)、放大器、晶閘管整流器與觸發(fā)裝置、直流電動(dòng)機(jī)和測速發(fā)電機(jī)等部分組成。圖3-1采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)3.2轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性

忽略各種非線性因素，各環(huán)節(jié)的輸入輸出關(guān)系都是線性；工作在V-M系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的連續(xù)段；忽略直流電源和電位器的等效電阻。這樣，圖3-1所示單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的靜態(tài)關(guān)系為：電壓比較環(huán)節(jié)：，放大器：，晶閘管整流器與觸發(fā)裝置：，晶閘管整流器與觸發(fā)裝置：，V-M系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性：，測速發(fā)電機(jī)：以上各關(guān)系式中：

——放大器的電壓放大系數(shù)；Ks——晶閘管整流器與觸發(fā)裝置的等效電壓放大倍數(shù)；

——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，單位為Vmin/r；

——電機(jī)反電勢系數(shù)；根據(jù)上述各環(huán)節(jié)的靜態(tài)關(guān)系可以畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖3-2所示。圖3-2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中各方塊中的符號(hào)代表該環(huán)節(jié)的放大系數(shù)，或稱傳遞系數(shù)。運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖的計(jì)算方法，可以推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式：n=-(3.1)式中,——閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系(倍)數(shù)。

閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性：閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流(或轉(zhuǎn)矩)的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，它在形式上與開環(huán)機(jī)械特性相似，但本質(zhì)上卻有很大不同，因此稱為“靜特性”，以示區(qū)別。(2)從前面對于閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的分析中可以看出，閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)K值對系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能影響很大。K越大，穩(wěn)態(tài)速降越小，靜特性就越硬，在一定靜差率要求下的調(diào)速范圍越寬。但是，當(dāng)放大器只是比例放大器(Kp為常數(shù))，穩(wěn)態(tài)速降只能減少而不可能消除，因?yàn)?3.2)只有當(dāng)K=才能使，而這是不可能的。因此，這樣的調(diào)速系統(tǒng)屬于有靜差調(diào)速系統(tǒng)。這種系統(tǒng)正是依靠偏差來保證實(shí)現(xiàn)控制作用的。3.3反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)：圖3-3反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖由圖3-3可知，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是W(s)=（3.3）反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特征方程為：+++1=0（3.4）根據(jù)三階系統(tǒng)的勞斯-古爾維茨判據(jù)穩(wěn)定條件就只有：-->0，整理后得K<(3.5）式（3.5）右邊稱作系統(tǒng)的臨界放大系數(shù),當(dāng)K≥時(shí)，系統(tǒng)將不穩(wěn)定。對于自動(dòng)控制系統(tǒng)來說，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。3.4單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)上面介紹的采用比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其控制作用需要用偏差來維持，屬于有靜差調(diào)速系統(tǒng)，只能設(shè)法減少靜差，無法從根本上消除靜差。對于有靜差調(diào)速系統(tǒng)，如果根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求計(jì)算出系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)，動(dòng)態(tài)性能可能較差。采用比例積分調(diào)節(jié)器代替比例放大器后，可以使系統(tǒng)穩(wěn)定且有足夠的穩(wěn)定裕量。將比例調(diào)節(jié)器換成比例積分調(diào)節(jié)器之后，不僅改善了動(dòng)態(tài)性能，而且還能從根本上消除靜差，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速。采用積分調(diào)節(jié)器，當(dāng)轉(zhuǎn)速在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到與給定轉(zhuǎn)速一致，系統(tǒng)仍有控制信號(hào)，保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速。比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀；而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。從無靜差的角度看積分控制優(yōu)于比例控制，但是另一方面，在控制的快速性上，積分控制卻又不如比例控制。在同樣的階躍輸入作用之下，比例調(diào)節(jié)器的輸出可以立即響應(yīng)，而積分調(diào)節(jié)器的輸出卻只能逐漸地變。如果既要穩(wěn)態(tài)精度高，又要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)快，只要把比例和積分兩種控制結(jié)合起來就行了，這便是比例積分控制。3.4.1PI調(diào)節(jié)器如果既要穩(wěn)態(tài)精度高，又要?jiǎng)討B(tài)響應(yīng)快，只要把比例和積分兩種控制結(jié)合起來就行了，這便是比例積分控制。在模擬電子控制技術(shù)中，可用運(yùn)算放大器來實(shí)現(xiàn)，線路如圖3-4所示。圖3-4比例積分（PI）調(diào)節(jié)器1．PI輸入輸出關(guān)系按照運(yùn)算放大器的輸入輸出關(guān)系，可得（3.6）式中為PI調(diào)節(jié)器比例部分的放大系數(shù)；為PI調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。由此可見，PI調(diào)節(jié)器的輸出電壓由比例和積分兩部分相加而成。2.PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)當(dāng)初始條件為零時(shí)，取式（3.6）兩側(cè)的拉氏變換，移項(xiàng)后，得PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。（3.7）令τ1=τ=R1C1，則傳遞函數(shù)也可以寫成如下形式(3.8)式3.8表明，PI調(diào)節(jié)器也可以用一個(gè)積分環(huán)節(jié)和一個(gè)比例微分環(huán)節(jié)來表示，t1是微分項(xiàng)中的超前時(shí)間常數(shù)，它和積分時(shí)間常數(shù)t的物理意義是不同的。第4章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及特性和設(shè)計(jì)4.1雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的問題的提出反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它對于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用都能有效的加以抑制。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但如果對系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如要求起制動(dòng)、突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，只有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的。但它只是在超過臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖4-1a所示。當(dāng)電流從最大值降低下來以后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減小，因而加速過程必然拖長。實(shí)際工作中,在電機(jī)最大電流(轉(zhuǎn)矩)受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流(轉(zhuǎn)矩)為允許最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過程波形如圖4-1b所示，這時(shí)，啟動(dòng)電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流(轉(zhuǎn)矩)受限的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動(dòng)過程。實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不能突跳，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程，按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么采用電流負(fù)反饋就能得到近似的恒流過程。問題是希望在啟動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用，因此我們采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。這樣就能做到既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋?zhàn)饔糜帜苁顾鼈冏饔迷诓煌碾A段。雙閉環(huán)(轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán))直流調(diào)速系統(tǒng)是一種當(dāng)前應(yīng)用廣泛，經(jīng)濟(jì)，適用的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。IIdLntIdOIdmIdLntIdOIdmIdcrn(a)(b)(a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程(b)理想快速起動(dòng)過程圖4-1調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的電流和轉(zhuǎn)速波形4.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作原理轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理如圖4.2，直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)由給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、三相集成觸發(fā)器、單相全控橋、直流電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)速、電流檢測裝置組成，其中主電路中串入平波電抗器，以抑制電流脈動(dòng)，消除因脈動(dòng)電流引起的電機(jī)發(fā)熱以及產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩對生產(chǎn)機(jī)械的不利影響。在啟動(dòng)時(shí)，加入給定電壓U*n，“速度調(diào)節(jié)器(ASR)”，和“電流調(diào)節(jié)器(ACR)”，以飽和限幅值限幅值輸出，使得電動(dòng)機(jī)以限定的最大啟動(dòng)電流加速啟動(dòng)，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速，并在出現(xiàn)超調(diào)后，ASR和ACR退出飽和，最后穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。在調(diào)速系統(tǒng)工作時(shí)，要先給電動(dòng)機(jī)加勵(lì)磁，ASR的輸出作為ACR的輸入，利用ASR的輸出限幅可達(dá)到限制啟動(dòng)電流大小的目的。ACR的輸出作為“觸發(fā)電路”的控制電壓Uc，利用ACR的輸出限幅可以限制整流橋的最大導(dǎo)通角αmax。圖4.2雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖（注:ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器TG—直流測速發(fā)電機(jī)TA—電流互感器UPE—電力電子裝置Un*—轉(zhuǎn)速給定電壓Un—轉(zhuǎn)速反饋電壓Ui*—電流給定電壓Ui—電流反饋電壓）總的來說，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用為：ASR的作用：使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓U*n變化，穩(wěn)態(tài)無靜差；對負(fù)載變化起抗擾作用；其輸出限幅值決定允許的最大電流。ACR的作用：在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，保證獲得最大電流，起動(dòng)時(shí)間短，使系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)特性；在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中，使電流跟隨其給定電壓U*i變化；當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載甚至堵時(shí)，限制電樞電流的最大值，起到安全保護(hù)作用，在故障消失后，系統(tǒng)能夠自動(dòng)回復(fù)正常；對電網(wǎng)電壓波動(dòng)起快速抑制作用。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)連接，如圖4-3所示，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面，叫做外環(huán)。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。該雙閉環(huán)系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR和ACR一般采用PI調(diào)節(jié)器。因?yàn)镻I調(diào)節(jié)器作為校正裝置既可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)得到無靜差調(diào)速，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；作為控制器時(shí)又能兼顧快速響應(yīng)和消除靜差兩方面的要求。一般的調(diào)速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準(zhǔn)為主，采用PI調(diào)節(jié)器便能保證系統(tǒng)獲得良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。nnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UctTA+-UdIdUPE-MTG環(huán)ni外環(huán)內(nèi)環(huán)圖4-3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)4.3雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性Ks1/CeU*nUctIdEnUd0Un++-ASR+U*i-IdRRACR-UiUPE圖4-4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖首先畫出雙閉環(huán)直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4-4，分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征。一般存在兩種狀況：飽和——輸出達(dá)到限幅值；不飽和——輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，相當(dāng)與使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總是為零。實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和：此時(shí)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，他們的輸入偏差電壓都為零，即(4.1)(4.2) (4.3)從而得到圖4.5靜特性的n0-A段。由，且ASR不飽和得：，說明n0-A段靜特性從(理想空載狀態(tài))一直延續(xù)到，而一般都大于額定電流的。（2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和：此時(shí)，ASR輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉環(huán)變成一個(gè)電流無靜差的單閉環(huán)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)有：(4.4)從而得到圖4-5靜特性的A-B段。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。圖4-5雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特4.4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與動(dòng)態(tài)分析UU*nUct-IdLnUd0Un+---UiWASR(s)WACR(s)KsTss+11/RTls+1RTmsU*iId1/Ce+E圖4-6雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要形式仍然是以傳遞函數(shù)或零極點(diǎn)模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖4-6所示。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了引出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流顯露出來。一般來說，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比較滿意的動(dòng)態(tài)性能。動(dòng)態(tài)性能可分為動(dòng)態(tài)跟隨性能和動(dòng)態(tài)抗擾性能兩種。其中動(dòng)態(tài)抗擾性能對于調(diào)速系統(tǒng)更為重要，它主要表現(xiàn)為抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。動(dòng)態(tài)跟隨性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在起動(dòng)和升速過程中，能夠在電流受電機(jī)過載能力約束的條件下，表現(xiàn)出很快的動(dòng)態(tài)跟隨性能。在減速過程中，由于主電路電流的不可逆性，跟隨性能變差。在設(shè)計(jì)ACR時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)具有良好的跟隨性能。動(dòng)態(tài)抗擾性能：1．抗負(fù)載擾動(dòng)：由圖4-6可以看出，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在突加(突減)負(fù)載時(shí)，必然會(huì)引起動(dòng)態(tài)速降(速升)。為了減少動(dòng)態(tài)速降(速升)，所以要求ASR具有較好的抗擾性能。2．抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)：由于電網(wǎng)電壓擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中作用的位置不同，系統(tǒng)對它們的動(dòng)態(tài)抗擾效果就不同。如圖4-6所示的雙閉環(huán)系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)都作用在被轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)包圍的前向通道上，就靜特性而言，系統(tǒng)對它們的抗擾效果是一樣的。從動(dòng)態(tài)性能上看，負(fù)載擾動(dòng)作用在被調(diào)量n的前面，可以通過測速發(fā)電機(jī)檢測出來，使負(fù)載擾動(dòng)通過轉(zhuǎn)速負(fù)反饋得到及時(shí)調(diào)節(jié)。而電網(wǎng)電壓擾動(dòng)作用在離被調(diào)量n更遠(yuǎn)的位置，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR不能及時(shí)對它進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是因?yàn)樗饔迷诒浑娏髫?fù)反饋環(huán)包圍的前向通道上，使電壓波動(dòng)可以直接通過電流反饋得到及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能高。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)變化比起單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。4.5雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程分析設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個(gè)重要目的就是要獲得接近于理想的起動(dòng)過程，因此在分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，有必要首先探討它的起動(dòng)過程。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過程如圖4.7所示。由于在起動(dòng)過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三個(gè)階段，整個(gè)動(dòng)態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的I、II、III三個(gè)階段。1，第I階段（0～t1）是電流上升階段。突加給定電壓后，通過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨作用，使、、都上升，但是在沒有達(dá)到負(fù)載電流之前，電動(dòng)機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)后，電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會(huì)很快增長，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值，強(qiáng)迫電樞電流迅速上升。直到，,電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了不再迅速增長，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。在這一階段中，ASR很快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，而ACR一般不飽。2，第II階段（t1～t2）是恒流升速階段。恒流升速階段是起動(dòng)過程中的主要階段。在這個(gè)階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增長（圖4.7）。與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢E也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量（圖4-7）。為了克服這個(gè)擾動(dòng)，和也必須基本上按線性增長，才能保持Id恒定。當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其輸出量按線性增長，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說，應(yīng)略低于。此外還應(yīng)指出，為了保證電流環(huán)的這種調(diào)節(jié)作用，在起動(dòng)過程中ACR不應(yīng)飽和。3，第III階段（t2以后）是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值，所以電動(dòng)機(jī)仍在最大電流下加速，必然使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入偏差電壓變負(fù)，使它開始退出飽和狀態(tài)，輸出電壓和主電流也因而下降。但是，由于仍大于負(fù)載電流，轉(zhuǎn)速將在一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)上升。直到=時(shí)，轉(zhuǎn)矩=，則dn/dt=0，轉(zhuǎn)速n才能到達(dá)峰值。此后，電動(dòng)機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng),電流出現(xiàn)一段小于的過程,直到穩(wěn)定。圖4-7雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和電流波形雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過程的三個(gè)特點(diǎn)：1．飽和非線性控制：當(dāng)ASR飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)ASR不飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無靜差系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)則表現(xiàn)為電流隨動(dòng)系統(tǒng)。2．準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制：在恒流升速階段，系統(tǒng)電流為允許最大值，并保持恒定，使系統(tǒng)最快起動(dòng)，即在電流受限制條件下使系統(tǒng)最短時(shí)間內(nèi)起動(dòng)。3．轉(zhuǎn)速超調(diào)：采用PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)必然有超調(diào)。轉(zhuǎn)速略有超調(diào)一般是容許的，對于完全不允許超調(diào)的情況，應(yīng)采用其他控制方法來抑制超調(diào)。4.6直流調(diào)速系統(tǒng)的理論設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖4-7所示：4-7直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4.6.1直流調(diào)速系統(tǒng)組成及要求參數(shù)含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)器如圖4-8所示：4-8含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器本文研究的對象為電流轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，其系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖4.7所示，系統(tǒng)參數(shù)如下：電動(dòng)機(jī)：；；；；允許過載倍數(shù)：；三相橋式整流裝置放大倍數(shù)：；電樞回路總電阻：；轉(zhuǎn)矩時(shí)間常數(shù)：，電磁時(shí)間常數(shù)：；電流反饋系數(shù)：；轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：。設(shè)計(jì)要求：（1）穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差；（2）動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量，啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量；4.6.2電流環(huán)的設(shè)計(jì)含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器如圖4-9所示：4-9含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器1.確定時(shí)間常數(shù)1）三相橋式電路的平均失控時(shí)間為。2）電流濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給出，即。3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。2，選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求：，且，可按典型Ⅰ型設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的,把電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成PI型,其傳遞函數(shù)為3，選擇電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：；電流開環(huán)增益：因要求，故取，因此，于是電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)為4，校驗(yàn)近似條件。電流環(huán)截止頻率1）校驗(yàn)晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近似條件是否滿足：，因?yàn)?gt;，所以滿足近似條件。2）校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢對電流環(huán)影響的近似條件是否滿足：，現(xiàn)在=27.1，滿足近似條件。3）校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)的近似處理是否滿足條件：，現(xiàn)在>,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。4.6.3速度環(huán)的設(shè)計(jì)1：確定時(shí)間常數(shù)。（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)為；（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)根據(jù)所用測速發(fā)電機(jī)紋波情況，??；（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取。2：確定將轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)成何種典型系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)；又根據(jù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。3：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)選擇。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器選用比例積分調(diào)節(jié)器（PI）,其傳遞函數(shù)為：。4：選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按照跟隨和抗擾性能都較好的原則取h=5，則轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)為，轉(zhuǎn)速開環(huán)增益為所以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)為5：校驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率1）校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件是否滿足，由于，滿足簡化條件；2）校驗(yàn)小時(shí)間常數(shù)近似處理是否滿足條件：，由于，滿足近似條件。第五章基于Matlab/Simulink直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)5.1Matlab/Simulink簡單介紹利用MATLAB下的SIMULINK軟件和電力系統(tǒng)模塊庫(SimPowerSystems)進(jìn)行系統(tǒng)仿真是十分簡單和直觀的，用戶可以用圖形化的方法直接建立起仿真系統(tǒng)的模型，并通過SIMULINK環(huán)境中的菜單直接啟動(dòng)系統(tǒng)的仿真過程，同時(shí)將結(jié)果在示波器上顯示出來。掌握了強(qiáng)大的SIMULINK工具后，會(huì)大大增強(qiáng)用戶系統(tǒng)仿真的能力。利用SIMULINK軟件仿真對調(diào)節(jié)器的參數(shù)進(jìn)行更為方便的調(diào)整，可以更為直觀的得到系統(tǒng)的仿真結(jié)果，從而加深對工程設(shè)計(jì)方法的理解使用MATLAB對控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的主要方法有兩種，一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用MATLAB的Simulink工具箱對其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用PowerSystem工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。下面就使用PowerSystem工具箱進(jìn)行雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真5.2雙閉環(huán)系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置采用PowerSystem模型組裝成的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如圖5-1所示。模型有晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)組成的主電路和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器組成的控制電路兩部分組成。其中主電路部分，主要由交流電源、同步脈沖觸發(fā)器、晶閘管直流橋、移相控制環(huán)節(jié)和直流電動(dòng)機(jī)等部分組成?？刂苹芈返闹黝}是轉(zhuǎn)速和回路兩個(gè)調(diào)節(jié)器，以及反饋濾波環(huán)節(jié)，講兩部分拼接起來及組成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。參數(shù)設(shè)置；；；；；；；；；；；；；；；；圖5-1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)控系統(tǒng)仿真模型5.3系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開始進(jìn)行仿真。a)b)圖5-2晶閘管-電機(jī)模型雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真結(jié)果a)轉(zhuǎn)速響應(yīng)b)電流響應(yīng)下面分析一下仿真結(jié)果：啟動(dòng)過程的第一階段是電流上升階段，突加給定電壓，ASR的輸入很大，其輸出很快達(dá)到限幅值，電流也很快上升，接近其最大值。第二階段，ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流基本上保持不變，拖動(dòng)系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線形增長。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定與反饋電壓平衡，輸入偏差為零，但是由于積分作用，其輸出還很大，所以出現(xiàn)超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線性調(diào)節(jié)階段，使轉(zhuǎn)速保持恒定，實(shí)際仿真結(jié)果基本上反映了這一點(diǎn)。如圖5-2，在0.2s啟動(dòng)過程結(jié)束，電樞電流下降到零，轉(zhuǎn)速上升到最高且已經(jīng)超調(diào)，電流給定“—”，本系統(tǒng)為不可逆系統(tǒng)，晶閘管整流裝置不能產(chǎn)生反向電流，這時(shí)電樞電流為零，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也為零，沒有反向制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有因?yàn)槭抢硐肟蛰d啟動(dòng)狀態(tài)，所以電動(dòng)機(jī)保持在最高轉(zhuǎn)速狀態(tài)，0.5s后加上負(fù)載，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，ASR開始推出飽和，電流環(huán)發(fā)揮作用，是電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速上。在0.6s是突然加1/2額定負(fù)載后電動(dòng)機(jī)電流上升轉(zhuǎn)速下降，經(jīng)過0.2s左右時(shí)間的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恢復(fù)到給定值。結(jié)論通過這次設(shè)計(jì)，我基本上掌握了直流晶閘管調(diào)控系統(tǒng)以及雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真分析。晶閘管-電動(dòng)機(jī)開環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制電壓就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿足對穩(wěn)定性要求好。根據(jù)自動(dòng)控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用。系統(tǒng)中采用比例調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)時(shí)是有差系統(tǒng)，采用比例積分調(diào)節(jié)器時(shí)是無差系統(tǒng)。用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差。為了解決單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問題，就需采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，采用兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別對轉(zhuǎn)速和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。所以雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用廣泛，經(jīng)濟(jì)，適用的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。本文對直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)在開環(huán)控制和單閉環(huán)控制的分析，以及雙閉環(huán)控制，進(jìn)行了深入的分析研究，并用計(jì)算機(jī)仿真工具M(jìn)ATLAB的Simulink工具箱，建立了雙閉環(huán)系統(tǒng)的仿真模型。由仿真計(jì)算結(jié)果表明，利用MATLAB的Simulink對直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),可以迅速直觀地分析出系統(tǒng)的跟隨性能、抗擾性能及穩(wěn)定性，使得對系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)及校正變得更簡單方便，大大縮短了系統(tǒng)的調(diào)試周期，提高了開發(fā)系統(tǒng)的效率。對于調(diào)速系統(tǒng)的研究，MATLAB的Simulink確實(shí)是個(gè)經(jīng)濟(jì)、簡單、快速、高效的工具?？傊?，在設(shè)計(jì)過程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對，分析，解決新問題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺。參考文獻(xiàn)[1]王建輝．自動(dòng)控制原理．清華大學(xué)出版社，2005[2]陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2000[3]洪乃剛．電力電子技術(shù)基礎(chǔ)．清華大學(xué)出版社，2005[4]顧繩谷．電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)．機(jī)械工業(yè)出版社，2007[5]葉斌．電力電子應(yīng)用技術(shù)．清華大學(xué)出版社，2006[6]李傳琦．電力電子技術(shù)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)．電子工業(yè)出版社，2005[7]林飛．電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真．中國電力出版社，2008[8]劉松．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．清華大學(xué)出版社，2006[9]黃忠霖．電力電子技術(shù)的MATLAB實(shí)踐．國防工業(yè)出版社，2009[10]李友善．自動(dòng)控制原理．國防工業(yè)出版社，1999[11]洪乃剛．電力電子技術(shù)基礎(chǔ)．清華大學(xué)出版社，2005[12]沈輝．精通Simulink系統(tǒng)仿真與控制．北京大學(xué)出版社，2002[13]張德豐．MATLABSimulink建模與仿真．電子工業(yè)出版社，2009[14]李先允．自動(dòng)控制系統(tǒng)．高等教育出版社，2003[15]魏克新．MATLAB語言自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)．機(jī)械工業(yè)出版社，2009致謝在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中遇到了許多的問題和難點(diǎn)，但在老師和同學(xué)的幫助下，特別是在指導(dǎo)教師夏小虎的幫助和鼓勵(lì)下，所有困難都得到了解決，使我能夠圓滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在此感謝所有對我進(jìn)行幫助的老師和同學(xué)，特別感謝夏小虎老師，是在他的幫助我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以完成的。在合肥學(xué)院學(xué)習(xí)生活的四年里，各位任課老師深厚廣博的學(xué)識(shí)使我增長了知識(shí)，開拓了視野。除此之外，輔導(dǎo)員老師的諄諄教誨使我從初來的青澀漸漸走向了成熟，不再盲目的憧憬未來，而知道要踏實(shí)穩(wěn)重的走好今后人生的每一段路。四年來，我收獲的不僅僅是專業(yè)知識(shí)，也不僅僅是做人道理，更多的還有對待種種困難的堅(jiān)強(qiáng)的心態(tài)，我會(huì)把這些都當(dāng)作人生道路中難得的財(cái)富，因?yàn)樗鼈儠?huì)激勵(lì)自己不斷的前進(jìn)，使自己更加堅(jiān)強(qiáng)，同時(shí)對生活賦予新的意義。在本論文寫作過程中，查閱和參考了眾多文獻(xiàn)資料，得到了許多教益和啟發(fā)，在此向參考文獻(xiàn)的作者致以誠摯的謝意。最后，再次向幫助我的所有老師表示感謝。同時(shí)，向在百忙中抽出時(shí)間對本文進(jìn)行評(píng)審，并參與本文答辯相關(guān)老師表示衷心地感謝。楊先2013年6月合肥學(xué)院主電路圖電路基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)HYPERLINK"/detail.htm?34236