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1、 课程设计（实习）报告课 题 名 称 ： 龙 门 刨 床 工 作 台 调 速 系 统 设 计学 院 ： 电 气 信 息 工 程 学 院 专 业 ： 电 气 工 程 及 其 自 动 化 姓 名 ： 张嘉勋 班 级 学 号 ： 电气 08-3 班 30 号 指 导 教 师 ： 弭洪涛 2011 年 12 月 30 日 1一、实习目的：1.通过设计使学生进一步了解双闭环直流调速系统的结构及工作原理的有关知识。2.掌握调节器工程设计的计算方法。3.学会自动控制系统的总体设计方法。4.了解直流调速系统在实际生产中的应用。二、实习内容：1.龙门刨床工作台工作原理 2.系统总体设计 3.双闭环调速系统性能分
2、析4.调节器设计 5.系统调试（一） 、工作原理介绍1、龙门刨床实物图：22、工作台控制示意图3、龙门刨床工作台速度运行曲线4、转速、电流反馈控制直流调速系统原理图3（二） 、转速、电流反馈控制直流调速系统的设计跟随性能指标抗扰性能指标4龙门刨床电气系统各部分参数的确定1） 、龙门刨床额定参数如下：=60Kw, =220V, =305A, =1000r/min,主PNUNINnN回路总电阻 R=0.18, =0.2Vmin/r,电流过载倍数 =2， Ce=97.5N ， = S=0.0001S2GD2mTs102） 、转速反馈系数：= =0.012Vmin/rin/102rV3） 、电流反馈系
3、数：= =0.01967V/AA305*24） 、电枢回路电磁时间常数=TlRL其中 L 没有给出，可以认为设定，使 =0.05STl55） 、 机电时间常数： = TmCmeGD3752又因为 = 9.55Cme故 =0.68Sm三相桥式电路每个波头的时间是 3.3ms,为了基本滤平波头，应有（12） =3.33ms,因此，取 =0.002SToi Toi(三) 、调节器的工程设计方法1） 、电流调节器的设计电流环的动态结构图典型系统的选择：采用 I 型系统电流调节器选择：PI 型的电流调节器电流调节器参数计算：最小时间常数 = + =0.0021S;Toisois电流调节器超前时间常数 i
4、= =0.05Sl电流开环增益：要求 S5%时，应取 =0.5，IKTois因此sKsWiiACR)1()(6=0.5 / =238.1IKTois1S于是 ACR 的比例系数为=（ R）/（ ）=(238.10.050.18) / iIis(400.0197)=2.719模拟式电流调节器电路设计可按所用运算放大器来酌情选择，在这里选择为 40k，其他电阻和电容的估算值如下： = = 2.71940k= 108.76 k 取 110kiRiK0= / =0.05 / (110 )=0.45 F 取 0.45uFiCii 310610=4 / =40.002 / (40 ) = 0.2 F 取
5、0.2uFoiiT0 36按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为S = 4.3% 5%满足设计要求。2)、转速调节器的设计0RKiiiiCoioiT0417转速环的动态结构图典型系统的选择：按典型型系统设计ASR 采用 PI 调节器转速调节器参数的计算：转速环时间常数的确定：电流环等效时间常数1/ =2 =20.0021S=0.0042SiKTois转速滤波时间常数 根据测速发电机纹波的情况，取=0.01STon转速环最小时间常数 =1/ + =0.0142SnsiKon按照跟随和抗扰性能都较好的原则，取 h=5，则 ASR 的超前时间常数为=h =5 0.0142S=0.071Sn
6、Tns则转速环开环增益为：= = =595.1NKhns210142.526s2sKsWnASR)1()(8于是可求得ASR的比例系数：=（ ）/(2hR )nKTCmeh)1(ns=(60.20.680.01967) / (20.01250.180.0142)=52.3模拟式转速调节器电路：可按所用运算放大器来酌情选择，在这里选择为 40k，其他电阻和电容的估算值如下： = =52.340 k=2096 k nRK0取 2100 k= / =0.071/(2100 )F=0.034uFnCn13=4 / =40.01/(40 )F=1uFoT0R0（四） 、系统调试 0RKnnnCooT04
7、19系统调试步骤是 先内环，后外环，即先调试电流环，然后调试转速环。 电流环调试 1) 直流电动机不加励磁，将给定端 Ug 与电流调节器的输入端“3”端相接，电源控制屏的电流反馈端 If 与电流调节器的输入端“1”端相接，并顺时针调整电流反馈电位器 RP1 使电阻值最大，即电流反馈最强，电流调节器的输出端“7”端与 Uct 相接，使系统构成 PI 调节 器 的单闭环系统。 2) 将正负给定开关 S1 拨向负给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP2 使 Ug0V，按电源控制屏的“闭合”按钮，接通主电路电源绿色指示灯亮，调节给定电位器 RP2逐渐增加给定电压 Ug，使之等于转速调
8、节器（ ASR） 输出限幅值（ 5V） ，然后调整电流反馈电位器 RP1，观察主电路电流使之等于 1.1IN。 3) 突加给定，用示波器观察电流反馈的波形，通过改变电流调节器的 PI 参数使电流反馈波形达到较好的波形。 转速环调试 1) 在实验装置断电情况下，按双闭环直流调速系统实验线路图及接线图进行接线，使系统构成双闭环调速系统。 102) 将正负给定开关 S1 拨向正给定位置，开关 S2 拨向给定位置，调节给定电位器 RP1 使 U g0V ，顺时针调节转速反馈电位器 RP 使电阻值最大，即转速反馈最强。 3) 电动机加额定励磁电压， 按下电源控制屏的“闭合”按钮，接通 主电路电源绿色指示
9、灯亮，调节给定电位器 RP1 逐渐增加给定电压 Ug，若稍加给定，电机转速很高并且调节给定电压Ug 也不可控，则表明转速反馈极性有误，应立即 调节给定电位器 RP1 使 Ug0V，然后切断电源，将转速反馈两根线相互调换后，再接通电源，然后逐渐增加给定电压 Ug，观察电机转速是否可控，正常之后，调节给定电压使 Ug5V ，再调节转速反馈电位器 RP，使转速达到额定转速 1000rpm 。 4) 突加给定，用示波器观察转速反馈的波形，通过改变转速调节器的 PI 参数使转速反馈波形达到较好的波形。 双闭环系统调试 双闭环直流调速系统总体 调试，通过改变 转速 调节器、电流 调节器的 PI 参数使系统
10、静态、动态性能较好。 三、实习心得为期一周的直流调速实习即将结束了，通过这一周的自己学习以及老师和同学的帮助，使我学到了更多实用的知识，让我对实验11设备及实验原理有了更进一步的认识。通过本次的实习，我还发现自己以前学习中所出现的一些薄弱环节，并为今后的学习指明了方向，同时也会为将来的工作打下一个良好的基础。这次的实习为我们提供了一个很好的锻炼机会，使我们及早了解一些相关知识以便以后运用到以后的业务中去。通过这次的实习，我知道只有通过刻苦的学习，加强对业务知识的熟练掌握程度，在现实的工作中才会得心应手，应对自如。总体来说，经过这次实习，我还从中学到了很多课本上所没有提及的知识，还有就是在就业心态上我也有很大的改变。对此我思考过，学习经验自然是一个因素，然而更重要的是心态的转变没有做到位。因为我明白了何谓工作。在接下来的日子里，我会朝这个方向努力，我相信自己能够把那些不该再存在的“特点” 抹掉。感谢老师们在这段时间里对我的指导和教诲，我从中受益非浅。我会把这此实习作为我人生的起点，在以后的工作学习中不断要求自己，完善自己，让自己做的更好。
