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1、二一五 二一六 學(xué)年第二學(xué)期信息科學(xué)與工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課程名稱： 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 班 級： 自動化 學(xué) 號： 姓 名： 聯(lián)系方式： 指導(dǎo)教師： 楊嵐 二一六年 六 月一、 設(shè)計(jì)題目 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、 設(shè)計(jì)任務(wù) 已知某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：1） 直流電動機(jī)：160V、120A、1000r/min、Ce=0.136Vmin/r，允許過載倍數(shù)=1.42） 晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=303） 電樞回路總電阻：R=0.44） 時(shí)間常數(shù)：Tl=0.023s，Tm=0.2s，轉(zhuǎn)速濾波環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)Ton取0.01s，電流

2、反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.002s5） 電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的給定電壓均為10V試按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，并用Simulink建立系統(tǒng)模型，給出仿真結(jié)果。系統(tǒng)要求：1） 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差2） 動態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量i 5%；空載起動到額定轉(zhuǎn)速時(shí)超調(diào)量n 10%三、 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)電力拖動自動控制理論，按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的步驟如下：1） 設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將電流環(huán)校正成典型I型系統(tǒng)；2） 在簡化電流環(huán)的條件下，設(shè)計(jì)速度調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，將速度環(huán)校正成典型II型系統(tǒng)；3） 進(jìn)行Simulink仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的有效性。4） 每個(gè)仿真圖為白底黑

3、線，且在空位加上學(xué)號與名字四、 設(shè)計(jì)內(nèi)容1）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖說明，見下圖：2） 電流環(huán)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：1. 有關(guān)時(shí)間常數(shù)的確定： 根據(jù)課本表2-2，三相橋式電路的平均失控時(shí)間=0.0017s 三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，取=0.002s電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和=+=0.0037s2. 選擇電流器結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求i 5%，可按典型1型系統(tǒng)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，因此用PI型電流調(diào)節(jié)器，傳函為=檢查對電源電壓的抗擾性能：=6.22，查表發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)都合格3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：=0.023s 要求i 5%5%，查表取=0.5，因此=135.

4、1 電流反饋系數(shù)=0.06V/A ACR比例系數(shù)=0.694. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：=135.1校驗(yàn)晶閘管整流裝置傳函近似條件：=196.1 滿足近似條件校驗(yàn)忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件：3=44.2 滿足近似條件5. 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)電路相關(guān)參數(shù)的計(jì)算：按所用放大器取=40k，各電阻和電容值計(jì)算如下：=27.6k 取28k=0.82F 取0.82F=0.2F 取0.2F按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為： =4.3%5% 滿足設(shè)計(jì)要求3） 速度環(huán)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：1. 有關(guān)時(shí)間常數(shù)的確定： 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)=2=0.0074s 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)取0.01s 轉(zhuǎn)速環(huán)小

5、時(shí)間常數(shù)=+=0.0174s2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 選用PI調(diào)節(jié)器，其傳函為= 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)=0.013. 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)參數(shù) 按跟隨性和抗擾性都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)： =h=0.087s 可得轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 =396.4 可得ASR比例系數(shù)為=14.14. 檢驗(yàn)近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率=34.5電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件 =66.7 滿足近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 =38.7 滿足近似條件5. 調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)電路及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路： 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容：取=40k =564 取560K =0.155F 取0.15F =1F 取1F6. 轉(zhuǎn)速超調(diào)量校驗(yàn)

6、按退飽和超調(diào)量計(jì)算方法計(jì)算轉(zhuǎn)速超調(diào)量 =2（-z）=281.2%1.4=6.98%10% 滿足要求4）Simulink模型結(jié)構(gòu)圖及仿真結(jié)果圖；1.電流環(huán)的仿真結(jié)構(gòu)圖2.電流環(huán)的仿真結(jié)果： 為使超調(diào)量滿足要求，取為0.60，輸入=0.60，得到電流環(huán)仿真結(jié)果圖 如下：計(jì)算可得超調(diào)量=4.5% ，滿足要求3. 轉(zhuǎn)速環(huán)仿真結(jié)構(gòu)圖：4. 轉(zhuǎn)速空載啟動仿真結(jié)果圖：=14.1代入 ，得到上圖結(jié)果，超調(diào)量=6.98%，滿足要求五、設(shè)計(jì)總結(jié)： 通過本次課程設(shè)計(jì)，首先我對直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識，加深了理解，是對課堂所學(xué)知識的一次很好的應(yīng)用。學(xué)會了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能熟練地掌握轉(zhuǎn)速和

7、電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇和計(jì)算，在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更加認(rèn)識到直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用之廣泛，我明白了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理,我也知道了一些它在工業(yè)中的一些應(yīng)用,以前沒明白的一些細(xì)節(jié)在這次設(shè)計(jì)中也得到了深刻的理解。理論實(shí)際互相結(jié)合使我對電力拖動自動控制系統(tǒng)這門課有了進(jìn)一步的認(rèn)識。 在設(shè)計(jì)之初，我不知道該如何來完成這次的的課程設(shè)計(jì)，要感謝老師給出的詳細(xì)步驟，我按照任務(wù)書的步驟一步步來，最終完成了這次課程設(shè)計(jì)，還有很多的不懂我也上網(wǎng)查了資料，特別是matlab的使用，怎么運(yùn)用其中的simulink，看了網(wǎng)上的教程，并結(jié)合書本才懂了。經(jīng)過這次課設(shè)，我以后都能熟練運(yùn)用這些功能了。目 錄第1章總 論31.1.項(xiàng)

8、目背景與概況31.2.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)71.3.問題與建議8第2章項(xiàng)目投資環(huán)境與市場研究92.1.投資環(huán)境分析92.2.區(qū)域房地產(chǎn)市場分析112.3.銷售預(yù)測152.4.營銷策略19第3章建設(shè)規(guī)模與項(xiàng)目開發(fā)條件213.1.建設(shè)規(guī)模213.2.項(xiàng)目概況現(xiàn)狀213.3.項(xiàng)目建設(shè)條件22第4章建筑方案264.1.設(shè)計(jì)依據(jù)264.2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)主題和開發(fā)理念264.3.項(xiàng)目總體規(guī)劃方案274.4.建筑設(shè)計(jì)284.5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294.6.給排水設(shè)計(jì)30第5章節(jié)能節(jié)水措施325.1.設(shè)計(jì)依據(jù)325.2.建筑部分節(jié)能設(shè)計(jì)32第6章環(huán)境影響評價(jià)336.1.編制依據(jù)336.2.環(huán)境現(xiàn)狀336.3.項(xiàng)目建設(shè)對環(huán)境的

9、影響346.4.環(huán)境保護(hù)措施34第7章勞動衛(wèi)生與消防357.1.指導(dǎo)思想357.2.職業(yè)安全衛(wèi)生健康對策與措施357.3.消防設(shè)計(jì)36第8章組織機(jī)構(gòu)與人力資源配置388.1.組織機(jī)構(gòu)388.2.人力資源配置38第9章項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度399.1.項(xiàng)目開發(fā)期399.2.項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排399.3.項(xiàng)目實(shí)施過程控制措施39第10章項(xiàng)目招投標(biāo)4110.1.工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)概述4110.2.工程項(xiàng)目招標(biāo)投標(biāo)因素分析4210.3.招標(biāo)依據(jù)4410.4.招標(biāo)范圍4410.5.招標(biāo)方式44第11章投資估算與資金籌措4511.1.投資估算4511.2.資金籌措45第12章財(cái)務(wù)評價(jià)4712.1.項(xiàng)目評估依據(jù)4712.2.財(cái)務(wù)評價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選擇4712.3.財(cái)務(wù)評價(jià)4712.4.不確定性分析48第13章社會評價(jià)4913.1.項(xiàng)目對社會的影響分析4913.2.風(fēng)險(xiǎn)分析5013.3.社會評價(jià)結(jié)論51第14章研究結(jié)論與建議5214.1.可行性研究結(jié)論5214.2.建議52