基于MATLAB龙门刨床直流电动机调速系统仿真研究

Xx大学毕业论文基于MATLAB的龙门刨床直流电动机调速系统仿真研究摘要：龙门刨床调速系统动态性能要求较高同时要求电机经常处于正反转运行的状态，要尽量缩短起制动过程的时间。本文简单介绍了采用电流、转速双闭环进行直流调速的方法，描述了系统的组成及其数学模型。双闭环系统工作时，在起动过程中只有电流负反馈；到达稳态转速后，只有转速负反馈。根据直流调速双闭环控制系统的工作原理，运用MATLAB中的SimulinkPowersystem模块建立双闭环系的仿真框图和面向控制系统电气原理结构模型，然后进行仿真。由仿真结果可以看出该系统有较好的动态跟随性能和静特性。关键词：龙门刨床，双闭环直流调速系统，调节器，SimulinkDoubleHaasplanerDCspeedadjustmentsimulationbasedonMATLABAbstract:DoubleHaasplanerDCspeedsystemswhereneedhighdynamicabilityorneedmotorturnreverselymoreoften,itisnecessarytoshortenthetimeofstartingortriggingthemotor.ThisarticleintroducesmethodofDCspeedadjustmentusingcurrentandspeeddoubleloop，anddescribestheconstructandmathematicmodelofthesystem.Whendoubleloopsystemworks,instaringthereisonlycurrentfeedback;butintriggingthereisonlyspeedfeedback,IntermsofworkprincipleofdoublecyclecontrolsystemofDCspeedadjustment,thearticleusesSimulinkPowersystemblockofMatlabtoestablishadouble-loopsimulationblockdiagramandestablishedacontrolsystemforelectricalequipmentmodel，thensimulatesthecontrolsystemmodel.Fromtheresultwecanseethatdoubleloopsystemhavebettersteadyabilityanddynamicfollowability.Keywords:DoubleHaasplaner，DoubleloopDCmotorsystem，adjustor，Simulink太原工业学院毕业论文目录1绪论...............................................................................................................................11.1自动控制系统简介...............................................................................................11.2控制系统计算机仿真概述...................................................................................21.3计算机仿真在机械行业中的应用.......................................................................42Simulink仿真简介..........................................................................................................62.1关于Simulink......................................................................................................62.2SimPowerSystem仿真........................................................................................63龙门刨床直流调速系统的组成及其工作原理...............................................................83.1龙门刨床直流调速系统的组成........................................................................83.1.1龙门刨床直流调速系统原理框图.............................................................83.1.2系统的主要控制环节.................................................................................93.2龙门刨床直流调速系统的工作原理.................................................................103.2.1以电流调节器ACR为核心的电流环.....................................................103.2.2以转速调速器ASR为核心的转速.........................................................114龙门刨床直流调速系统的静动态特性.........................................................................124.1双闭环直流调速系统的静特性及稳态参数计算.............................................124.1.1双闭环调速系统的静态特性...................................................................124.1.2双闭环调速系统各变量的稳态工作点和稳态参数计算.......................124.2双闭环直流调速系统的动态特性.....................................................................134.2.1双闭环调速系统动态数学模型...............................................................134.2.2双闭环调速系统的起动特性...................................................................164.3双闭环直流调速系统动态抗扰性能.................................................................194.3.1抗负载扰动...............................................................................................194.3.2抗电网电压扰动.......................................................................................194.4转速和电流两个调节器的作用.........................................................................205龙门刨床直流调速系统的动态仿真模型.....................................................................215.1PowerSystem选模...........................................................................................225.2仿真建模与模型参数设置...............................................................................236龙门刨床调速系统动态仿真及结果分析.....................................................................266.1获取仿真曲线...................................................................................................266.2对仿真结果的分析...........................................................................................266.3结构参数对仿真结果的影响...........................................................................27参考文献...............................................................................................................................29致谢...................................................................................................................................30太原工业学院毕业论文1１绪论1.1自动控制系统简介现代自动控制系统应用非常广泛，几乎遍及国民经济的所有部门。现在讨论的控制系不是广义的、泛指的控制系统，而是工程技术领域里常指的自动控制系统。以控制对象生产工艺过程的性质、特点而论，控制系统大体可分为两大类：一类是以机械运动为主要生产形式，以电动机为执行机构的“电力拖动自动控制系统”；另一类是以化学反应或者热能转换为主要生产形式，以自动化仪表与装置为检测与执行机构的“工业生产过程控制系统”。这两类控制系统仅仅是执行机构和系统的设备生产形式不同，其自动控制的理论完全一样，研究的方法以及仿真理论、过程没有什么差别。1.1.1电力拖动自动控制系统在现代工业生产中，为了实现各种不同生产工艺过程的要求，需要使用各种各样的生产机械。例如各类生产机床、轧钢机、矿井提升机、水磨机、造纸机、纺织机械、化工机械、电力机床、电梯、起重机、榨油机、水泵、电动工具乃至家用电器等等，数不胜数。电动机拖动生产机械运转叫做电力拖动。电力拖动，是电动机将电能转换为机械能的过程，是当代各种生产活动最基本也是最先进的形式。这是新型的电力代替传统而原始的人力或者畜力的历史必然，也是现代文明的标志之一。作为现代能源主要形式的电能，其生产集中在火力、水力、风力与原子能发电厂进行。电能可远距离输送，简单经济、易于分配、转换与