直流调速运动控制系统

1绪论

1.1 引言

1.2运动控制系统及其组成

1.3运动控制系统的转矩控制规律

1.4生产机械的负载转矩特性

2转速反馈控制的直流调速系统

2.1直流电动机的几种调速方法

2.2晶闸管整流器-电动机调速系统

2.3直流PWM变换器-电动机调速系统

2.4稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性

2.5转速反馈控制的直流调速系统

2.6直流调速系统的数字控制

2.7转速反馈控制直流调速系统的限流保护

3转速、电流反馈控制的直流调速系统

3.1转速、电流反馈控制的直流调速系统的组成及其静特性

3.2转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析

3.3按工程方法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器

4课程实验和课程设计

4.1实验一——基于MATLAB的调速系统建模与仿真

4.2实验二——开环直流调速系统仿真

4.3实验三——比例控制的转速反馈直流调速系统仿真

4.4实验四——比例积分控制的转速反馈直流调速系统仿真

4.5实验五——转速、电流反馈控制的直流调速系统仿真

4.6实验六——二连杆机器人的运动控制仿真

4.7课程设计——基于工程方法设计转速、电流反馈控制的直流

调速系统

参考文献

1绪论

1.1引言

电力拖动以电动机作为动力源，带动机械负载运转，实现电能与机械能之间的能量变换。

从应用角度考虑，电动机是配角，是为生产机械服务的配套部件。但

在电力拖动理论里，电动机是分析的核心和主角，而生产机械则是它的负载。

要用电动机带动生产机械负载运转，先得为生产机械配备电动机，然后再考虑如何让电动机按照期望的方式运转。最简单的方法是提供合适的电源，接通开关让电动机转动起来。在这种情况下，电力拖动系统的转速由电动机及负载的固有特性决定，不能随意改变，因此，这是不能调速的电力拖动。

然而，有些时候却需要改变系统稳定运行的速度，即需要调速。例如以

下情况：

（1）风机和水泵的流量、压力等参数与转速有关，为控制这些参数需要调速；

(2)某些生产线的运行速度与产品类型有关，比如造纸机，生产厚纸和薄纸的转速不一样，故需要调速；

（3）垂直电梯、起重机在快到达指定位置时需要以比正常速度低很多的运行速度来实现准确的定位，显然也需要调速。

电力拖动自动控制系统——运动控制系统的任务是通过控制电动机的电压、电流、频率等参数，来改变工作机械的转矩、速度、位移等机械量，使各种工作机械按期望的要求运行，以满足生产工艺及其他应用的需要。

……

本教材以直流电动机的调压调速为主线，按照从开环到闭环、从有静差到无静差、从单闭环到双闭环的次序论述直流调速运动控制系统的结构、工作原理、静特性、数学模型和动态性能。内容共分4章：第1章绪论介绍运动控制系统的组成、转矩控制规律以及典型的生产机械负载转矩特性；第2章首先介绍基于晶闸管整流器和PWM变换器的开环直流调速系统。为了提高调速系统的稳态性能指标，采用比例和积分控制的转速反馈调速系统，同时引入电流截止环节，限制起动时的电枢电流。此外，还介绍了数字测速和数字PI算法；第3章介绍转速、电流反馈控制直流调速系统的组成、静特性、动态起动过程，并采用工程方法设计转速和电流调节器；第4章根据课程关键知识点设计了多个实验，在MATLAB中建模并仿真。