大后再驱动。给定电压实验文件夹主电路年月日脉冲变压器脉冲变压器莱姆元件电流负反馈测速发电机直流电压锯齿波频率幅值脉冲变压器二次侧矩形波周期频率脉冲变压器二次侧矩形波周期频率两个矩形波死区时间脉宽可调到百分之四十五电机正转顺时针电机反转逆时针开环闭环速度反馈闭环应为正引至面板上电机状态开关封锁去脉冲变压器图和外围电路接线图第章转速调节器和电流调节器的设计调节器的基本原理在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是控制。常规控制系统原理框图如图所示，系统由模拟控制器和被控对象组成。图模拟控制原理框图控制器是种线性控制器，它根据给定值与实际输出值构成控制偏差将偏差的比例，积分和微分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称控制器。简单说来，控制器各校正环节的作用及对控制效果的影响如下比例环节作用快，无滞后，只要有偏差，立即就能给出相应的调节作用，它能及时克服扰动，使被调参数稳定在给定值附近。加大比例系数可以提高系统对偏差的分辨率，提高系统的调节精度。缺点是对具有自平衡性的控制对象有余差自平衡性是指系统阶跃响应终值为有限值，扰动出现后，比例调节的结果使被调量不能回到给定值，只能恢复到给定值附近。对带有滞后的系统，叮能产生振荡，动态特性也差。比例系数过大会产生较大的超调，甚至导致系统不稳定若取值过小，可以减小系统的超调量，增大稳定裕度，但会降低系统的调节精度，使过渡时间延长。积分环节提高系统的抗干扰能力，消除系统的静态误差，适用于有自平衡性的系统。只要有偏差存在，输出调节信号就不断动作，直到把偏差信号消除。但它有滞后现象，使系统的响应速度变慢，超调量变大，并可能产生振荡。加大积分系数有利于减小系统的静态误差，但过强的积分作用会使超调增大。通常在调节过程的初级阶段，为防止由于些外部因素以及非线性等影响造成的积分饱和，从而引起整个系统响应过程中有较大的超调量，积分系数应该取得小些，在响应过程的中期，为避免对动态稳定性造成影响，积分作用应该适中,在过渡过程后期，应该取较大的积分系数以减小系统的静差以提高调节精度，消除系统的稳态误差。微分环节改善系统的动态特性。它是根据偏差的变化速度来调节的，所以它的输出快，有时尽管偏差很小，只要它的变化速度很快，微分调节就有个较大的输出。它的速度比比例调节还要迅速，它能给出响应过程提前制动的减速信号，有助于减小超调，克服振荡，使系统趋于稳定同时加快系统的响应速度，减小调整时间，从而改善了系统的动态性能,缺点是抗干扰能力差。适当选取微分环节，可以减小系统的超调，增加系统的稳定性，但是过大的微分系数会导致响应过程提前制动，从而延长调节时间，并且使得变化过直流脉宽调速系统的设计于敏感，使系统的抗干扰性能变差。速度调节器本系统采用双闭环调速系统，正反转共用个速度调节器。它用来放大速度偏差信号，并对速度偏差信号进行比例积分运算后输出，它的输出信号又作为电流给定信号施加给电流调节器。速度调节器由速度比较器，速度调节器构成。比较器是由线性运算放大器通过电阻构成继电特性。当速度给定信号接近为零时，由于从电位器获得正向偏移，所以输出大于电压，该电压通过二极管加到，使迅速输出负向饱和，使下级的电枢电流调节器获得个推到最小的信号，这时整个系统处于停机状态，当速度给定信号大于时则比较器迅速翻转输出为负，由于整流二极管的阻挡作用，便不再有正向偏压加到，于是使迅速退出负向饱和，并开始按速度偏差信号进行调节。构成对速度偏差信号调节。调节器的比例系数由决定，其中为输出端的分压电位器的分压系数。调节器的强制积分时间常数为而微分反馈时间常数为可以根据系统对速度调节器的要求，整定和的数值，其中为微分反馈电位器的分压系数。的负向限幅采用二极管反馈限幅，限幅值固定为，的正向限幅采用三极管反馈限幅，可以调节电位器来改变正向限幅值，正向限幅值可以由下述决定式中电位器的电阻值电阻的电阻值电源电压二极管的顺向压降三极管的基射电压近似式为考虑速度调节器能用于自动弱磁系统，为了实现自动弱磁升速时限制电动机的最大电流，速度调节器具有速度自动限幅电路，当直流电动机的转速因弱磁超过额定转速时，使速度调节器的限幅自动下降，可以根据直流电动机的要求在最高速限幅值下降到额定转速的限幅的。速度自动限幅的静态特性近似可由下图决定控制信号输出连锁信号输入控制信号事故信号输出连锁信号输出波形发生器为了获得控制信号，控制电路采用了芯片，发生器控制单元是脉宽调速系统的核心，它由芯片，及其相关的外围电路组成。本系统采用内的误差放大器作为电流调节器，因此正转和反转各有个电流调节器，分属在各自芯片内。为了使输出的信号能通过脉冲变压器的隔离传至的级，采用片芯片对两路输出信号进行了放大。电流检测在直流电源的正极引线上安装有霍尔电流传感器，它由电源供电，二次电流通过测量电阻欧姆形成电流反馈信号。给定单元给定单元由电源，双刀双掷开关，隔离用二极管，降压电阻及给定电位器组成。电源为反向给定，为正向给定。直流脉宽调速系统的设计致谢首先要感谢我的指导老师李瑾老师。在她的悉心指导下，我才得以顺利的完成本次毕业设计。她从最初就为我们制定了周密科学的工作任务安排，每次都很认真的查看我们的工作日志完成情况，对于我们的提问也总给予耐心的解答。我还要感谢同组的同学，跟他们起讨论相关的课题，使我的思路得以极大的开阔，并能发现自己在些内容上的欠缺。另外，我也深深的感受到了同学间的互相帮助和友谊。这也是我顺利完成毕业设计的大动力。还有许多在论文完成过程中给予我帮助的人，在此不列举了，并表示最衷心的感谢。参考文献许晓峰电机及拖动北京高等教育出版社，莫正康电力电子应用技术北京机械工业出版社，宋书中交流调速系统北京机械工业出版社，陈坚电力电子学电力电子变换和控制技术高等教育出版社，陈伯时电力拖动自动控制系统机械工业出版社，黄俊,王兆安电力电子变流技术北京机械工业出版社，马志源电力拖动控制系统北京科学出版社,,,高美霞,黄小芹直流调速系统研究包头钢铁学院学报,年卷期,起止页码王玉茹,逄海萍种直流调速实验装置的设计山东科学,国内统刊号,起止页码秦养浩,汪东林智能模块大功率直流调速系统电工技术,国内统刊号,起止页码王兆安，电力电子技术，第版，北京机械工业出版社，张玉峰,刘海宽,王树臣直流调速系统的研究沈阳工业大学学报,年月任英玉，付光杰，双馈调速系统的各种保护电路，大庆石油学院学报，年月彭军，杜复旦等，控制电机中减少电磁干扰的几项技术，现代电子技术，年第期美著，王聪，赵金等译，现代电力电子学与交流传动，北京机械工业出版社，，速度调节器原理图电流调节器电流调节器是用来放大电枢电流偏差信号，并对电流偏差信号进行运算后作为它的输出，它的输出接到单元的输入。下面简要介绍下电流调节器的工作原理。为了调节电流负反馈强度，电流检测环节内有电位器可供调节，般情况下电位器是这样整定的即当主回路是时，使上取出的电压为。由于电流给定值最大为，所以当主回路电流是时，系统就会被堵转。构成对电流偏差信号的调节器，它的传递函数结构图如下速度反馈速度给定备用备用速度给定Ⅰ速度给定Ⅱ直流脉宽调速系统的设计图电流调节器流程图图中电流给定值以电压表示电流反馈值以电压表示电流调节器输出调节器比例系数，,为反馈分压器分压系数。调节器强制积分时间常数，调节器反馈回路微分时间常数，微分反馈分压系数。调节器反馈回路惯性时间常数，可以根据系统对电流调节内环的要求，整定的数值。图电流调节器原理图触发输入及保护装置本控制单元由电平变换及过流保护两个环节组成。触发装置输入环节为信号变换环节，通过对偏移电位器的调节，当端为电流给定过流信号联锁输入输入不变时，其端输出电压可得到间的任意值，同时，当信号不变时在∆的情况下输出信号可以按定的速度上升，而在∆的情况下，其输出信号则可以按另速度下降，其好处有二，第当调节器输出有较大的脉动时，可使触发装置免于产生多余脉冲，第二在有环流可逆系统中，人为地使脉冲的前移速度低于脉冲的后移速度，可以限制动态环流的值。此外，本环节还可以调节值即∂和值即第静态特性输入与输出的关系从调节器来的控制信号由端输入，它与调节偏移的电位器所得的电压进行叠加，在的基极得到的电位为式中当忽略了饱和压降其临界状态因此的临界值为相应的的临界值为当时，导通，使不变，因此即使继续上升，即继续上升却保持等于值不变。显然第动态特性前已分析过稳态情况下输入与输出的关系如下由于,因此电容器两端的电压为当控制信号突然下降时，即∆由于两端电压不能突变，所以饱和导通上升到,造成截止，节点的基极有以下电流关系。这里是个变量，为了计算方便可取平均值上式可写成。直流脉宽调速系统的设计∆因此∆∆当控制电压突然上升时，即∆,同样由于两端的电压不能突变，所以截止，造成导通，同理基极节点有以下关系∆因此∆∆由上可知，当控制信号突变时，输出电压变化速度只与∆或∆有关，而与其变化的数值大小无关，只要合理选择及长久可以得到所希望的上升或下降速度。图触发电路电流信号备用了今后大的速度偏差的出现，使控制精度大幅度地提高。对于控制器，可以用工程整定的方法确定出组最佳的比例度积分时间和微分时间的值，使转速控制达到最佳的效果这时，转速的最大超调量最小，调节时间最短