黑龙江科技大学 自动控制系统课程设计 课程名称 自动控制系统课程设计 班 级 学 号 姓 名 课 程 设 计 任 务 书 一、设计题目 直流电机调速系统 二、设计任务 以安装在面板上的12V直流电机为被控对象，设计闭环调速系 统，使其转速在0—1500rpm连续可调；应有被控对象的检测和反馈环节，重点在于调节器的合理设计。 。 三、设计要求 1、控制对象为实际物理对象：温度、直流力矩电机的转速以及机组。 2、在闭环系统稳定的情况下，系统达到无差调节； 3、外加干扰信号，系统能够自动调节到稳态无差； 4、以自动控制原理为依据，控制实际的模拟对象，加深对理论的理解； 5、学习和掌握闭环反馈系统的控制方法； 6、掌握闭环控制系统的参数调节对系统动态性能的影响。 第一章 系统工作原理 直流电机调速控制系统的原理框图如图1-1所示： 图1-1 原理框图 1.1 结构与调速原理 直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。 直流电机斩波调速原理是利用可控硅整流调压来达直流电机调速的目的，利用交流电相位延迟一定时间发出触发信号使可控硅导通即为斩波，斩波后的交流电经电机滤波后其平均电压随斩波相位变化而变化。为了达到控制直流电机目的，在控制回路加入了速度、电压、电流反馈环路和P ID 调节器来防止电机由于负载变化而引起的波动和对电机速度、电压、电流超常保护。 第二章 主电路的设计与分析 2.1 主电路的各个部分电路 主电路主要环节是：整流电路、斩波电路。 图 2-1 调速系统 直流脉宽调速系统的组成如图 2-1所示，由主电路、控制及保护电路、信号检测电路三大部分组成。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电，电阻 R1为起动限流电阻，C1为滤波电容。可逆 PWM变换器主电路系采用 MOSFET所构成的H型结构形式，它是由四个功率 IGB...
