毕业论文——可逆直流脉宽调速系统设计

毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：可逆直流脉宽调速系统设计作者所在系部：电子工程系作者所在专业：自动化作者所在班级：作者姓名：作者学号：指导教师姓名：完成时间：20年月日北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业设计（论文）任务书（理工类）学生姓名：专业：自动化班级：学号：指导教师：赵秀芬职称：副教授完成时间：毕业设计（论文）题目：可逆直流脉宽调速系统设计题目来源教师科研课题纵向课题（）题目类型理论研究（）注：请直接在所属项目括号内打“√”横向课题（）应用研究（）教师自拟课题（√）应用设计（√）学生自拟课题（）其他（）总体设计要求及技术要点：根据电动机的具体参数与需要设计系统的指标的要求，实现电动机可以进行可逆运行，在确定调速系统地主电路与控制电路后，通过运用工程设计法完成对电流、转速调节器的设计，完成系统的设计。1、所要控制的制备：直流电动机；2、所需的实验数据：电动机的额定电压、电流、电磁时间常数、机电时间常数、PWM装置的开关频率与放大倍数；3、按照设计指标设计两个调节器，之后观察调速系统的性能并且对调速系统进行仿真。工作环境及技术条件：计算机一台，Matlab软件，NMCL-Ⅱ型电机电力电子及电气传动教学实验台。工作内容及最终成果：1、直流电机调速的方法比较及选择。2、调速系统反馈环的选择。3、PWM变换器的选择。4、控制电路的设计及SG3525芯片的介绍。5、电流环和转速环的设计。6、实验进行验证双环脉宽调速系统的调速性能。7、用Matlab软件的Simulink工具进行动态系统的仿真。8、获得良好的调速性能。时间进度安排：1、第七学期第6周～第15周，查阅资料，完成开题报告、文献综述、外文文献翻译。2、第七学期第16周～第17周，开题报告审阅、答辩。3、第八学期第1周～第4周，查阅相关资料，并分析可逆直流脉宽调速系统工作原理与各个状态。4、第八学期第5周～第7周，对确定的电路进行软件仿真，确定相关参数。5、第八学期第8周～第11周，完成对参数的测试和用MATLAB中的Simulink工具箱来进行辅助设计，构建被控制系统的动态模型。6、第八学期第12周～第15周，测试调速系统性能并进行完善，完成毕业设计论文。指导教师签字：年月日教研室主任意见：教研室主任签字：年月日北华航天工业学院本科生毕业设计（论文）原创性及知识产权声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）可逆直流脉宽调速系统设计是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归北华航天工业学院所有。本人遵循北华航天工业学院有关毕业设计（论文）的相关规定，提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本。本人同意北华航天工业学院有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以营利为目的的前提下，可以公布非涉密毕业设计（论文）的部分或全部内容。特此声明毕业设计（论文）作者：指导教师：年月日年月日北华航天工业学院毕业论文I摘要近年来随着PWM技术的不断发展，其在直流调速系统中的应用逐渐地多了起来。本论文的研究工作便是以脉宽调速系统的设计展开的，并且分析调速方案，与调节器的设计，然后提出能够实现可逆运行的脉宽调速系统的设计方案。本文在详细分析双闭环调速系统的基础上，着重研究了采用脉宽调制的控制方式来实现对电动机的转速控制。首先对主电路的设计进行分析，由于不同形式的主电路具有不同的调速性能，因为我们需要的是能够实现可逆运行调速系统，最终确定采用H型的主电路形式。然后设计控制电路，由于采用SG3525芯片，使得调速系统在设计的过程中变得简单。随后，通过应用工程设计法，对调速系统中的两个调节器完成了相关设计。最后通过MATLAB软件的Simulink工具进行了仿真，所得的起动制动过程的波形与理论上的是一致的，获得了令人满意的调速性能，并且改变相关参数完成对调速系统地完善。关键词PWM直流调速系统SG3525工程设计法Simulink北华航天工业学院毕业论文IIAbstractInrecentyears,withthecontinuousdevelopmentPWMtechnology,itsapplicationintheDCspeedcontrolsystemgraduallyoveragain.ResearchworkofthispaperistodesignPWMspeedcontrolsystemiscarriedout,andtheprogramanalyzesthegovernor,withtheregulatordesign,andthenmadetoachieveareversibleoperationPWMspeedcontrolsystemdesign.Basedonadetailedanalysisofthedouble-loopspeedcontrolsystem,focusingontheuseofpulsewidthmodulationcontrolmethodtoachievethemotorspeedcontrol.First,thedesignofthemaincircuitforanalysis,duetothedifferentformsoftheprimarycircuithasadifferentspeedperformance,becauseweneedtobeabletoachieveareversibleoperationspeedcontrolsystem,andultimatelydeterminetheuseofthemaincircuitintheformofH-type.Andthendesignacontrolcircuit,theuseSG3525chip,makingiteasyspeedcontrolsysteminthedesignprocess.Then,throughtheapplicationofengineeringdesignmethod,thespeedcontrolsystemofthetworegulatorstocompletetherelevantdesign.Finally,bytheSimulinktoolsofMATLABforsimulation,theresultingwaveformstartbrakingprocessisconsistentwiththetheory,getasatisfactoryspeedperformance,andchangetheparameterstocompletethespeedcontrolsystemtoimprove.KeywordsPWMDCspeedregulatingsystemSG3525TheengineeringdesignmethodSimulink北华航天工业学院毕业论文III目录第1章绪论...............................................................11.1课题背景及国内外研究概况.............................................11.2本课题国内、外研究应用情况...........................................11.3研究双闭环直流调速系统的目的和意义...................................21.4课题的建立以及本文完成的主要工作.....................................2第2章直流调速系统的方案设计.............................................32.1现行方案的讨论与比较.................................................32.2PWM控制系统的优点...................................................42.3选择IGBT作为开关器件的理由..........................................52.4采用转速电流双闭环的理由.............................................5第3章双闭环调速系统的分析与设计.........................................73.1转速控制的要求和调速指标.............................................73.2调速系统的两个基本矛盾...............................................73.3调速系统的双闭环调节原理.............................................83.4双闭环调速系统的起动过程分析.........................................93.5可逆直流脉宽调速系统的总体介绍......................................113.6主电路结构设计......................................................143.6.1PWM变换器介绍...................................................143.6.2泵升电压限制电路................................................183.7主电路相关参数......................................................193.7.1IGBT的相关参数..................................................193.7.2泵升电路的相关参数..............................................203.8控制电路设计........................................................203.8.1PWM控制器.......................................................203.8.2SG3525芯片的特点................................................21第4章调节器的设计与参数计算............................................224.1电流调节器的设计....................................................224.1.1电流环的近似处理................................................22北华航天工业学院毕业论文IV4.1.2电流环的数据计算................................................234.2转速调节器的设计....................................................254.2.1电流环的等效闭环传递函数的处理..................................254.2.2转速环的近似处理.................................