运动控制课程设计报告

带电流截止负反馈的转速闭环可逆直流调速系统的仿真与设计一、设计目的1、应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。2、应用计算机仿真技术，通过在 MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。3、在原理设计与仿真研究的基础上，应用 PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。二、设计任务带电流截止负反馈的转速闭环可逆直流调速系统的仿真与设计三、设计参数直流电动机控制系统设计参数如下：输出功率为 :7.5Kw 电枢额定电压220V 电枢额定电流 36A 额定励磁电流2A 额定励磁电压110V 功率因数 0.85 电枢电阻 0.2 欧姆电枢回路电感100mH 电机机电时间常数2S 电枢允许过载系数1.5 额定转速 1430rpm 测速发电机：永磁式， ZYS231/110 型额定数据为 23.1W,110V,0.18A,1800r/min 四、环境条件电网额定电 :380/220V; 电网电压波动 :10%; 环境温度 :-40~+40 摄氏度 ; 环境湿度 :10~90%. 五、控制系统性能指标电流超调量小于等于5%; 空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于30%; 调速范围 D＝20; 静差率小于等于0.03. 六、问题的提出众所周知， 直流电动机全电压起动时，如果没有采取专门的限流措施，会产生很大的冲击电流， 这不仅对电动机换向不利，对于过载能力低的晶闸管等电力电子器件来说，更是不允许的。 采用转速负反馈的单闭环调速系统（不管是比例控制的有静差调速系统，还是比例积分控制的无静差调速系统），当突然加给定电压U*n 时，由于系统存在的惯性，电动机不会立即转起来，转速反馈电压Un仍为零。因此加在调节器输入端的偏差电压，ΔUn=U*n，差不多是稳态工作值的（1+K）倍。这时由于放大器和触发驱动装置的惯性都很小，使功率变换装置的输出电压迅速达到最大值Udmax，对电动机来说相当于全电压起动，通常是不允许的。 对于要求快速启制动的生产机械，给定信号多半采用突加方式。另外，有些生产机械的电动机可能会遇到堵转的情况，例如挖土机、轧钢机等，闭环系统特性很硬，若无限流措施，电流会大大超过允许值。如果依靠过电流继电器或快速熔断器进行限流保护，一过载就跳闸或烧断迷熔断器，将无法保证系统的正常工作。为了解决反馈控制单闭环调速系统起动和堵转时电流过大的问题，系统中必须设有自动限...