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1、1运动控制系统 课程设计设计题目：某轧机主传动直流可控环流可逆运行调速系统设计学 院： 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 2摘要摘要长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。直流调速系统是自动调速系统的主要形式，它具有良好的起、制动性能，可以在较宽的调速范围内实现平滑调速，较快的零动态响应过程，并且低速运转时力矩大这些极好的运行性能和控制特性，长期以来，直流调速系统一直占据着重要地位。从市场的角度来看，直流调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。所以在直流调速系
2、统电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了 PWM 双闭环可逆直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。在理论分析和仿真研究的基础上，设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、 、基准电源、转速调节电路、电流调节器电路、PWM 波生成电路、桥式可逆直流脉宽系列电路及转速检测电路的具体实现。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的参数进行分析和计算，利用 MATLAB 中的 Simulink 对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。关键词：关键词：可逆直流调速系统 速度环 电流环 模拟调节器 MATLAB I
3、GBT3AbstractFor a long time，DC motor is the optimal choice for most variable motion control and closed loop position servo control system with excellent its good linear characteristics, control performance, etc. DC speed control system is the main form of the automatic speed regulation system, it ha
4、s a good starting and brake performance, can be in a wider range of speed regulation of smooth realized in speed, fast dynamic response process, and low speed running torque these excellent performance and control characteristic, but for a long time, DC speed control system has been occupies an impo
5、rtant position. From a market perspective, DC speed control system in theory and practice are more mature, from the point of view of the control technology, it is the foundation of ac speed adjustment system. So in dc speed control system in electric transmission won the widely used. This article fr
6、om the working principle of dc machines, a PWM double closed loop reversible dc speed control system, and the mathematical model of detailed analysis of system principle and the static and dynamic performance. In the theory analysis and simulation research, and on the basis of design a set of experi
7、ments with double closed loop dc speed control system, detailed introduces system main circuit, sawtooth wave produces circuit, benchmark power supply, rotate speed adjustment circuit, current regulator circuit, PWM waves generated circuit, bridge type reversible dc speed pulse width series circuit
8、and the realization of a detection circuit. Then according to automatic control theory, double closed loop speed regulation system, the design parameters of analysis and calculation the use of MATLAB of Simulink of the system parameters to the set of the simulation, through the simulation won the pa
9、rameters setting the basis.Keywords: reversible do speed control system; Speed loop; Current loop; Simulation regulator; MATLAB;IGBT4目录目录绪论-4第一章 设计内容及要求-5第二章 系统方案选择-61 直流电动机的调速方案的选择-62 主电路设计-8第三章 控制电路及驱动电路设计-133.1 控制电路-133.2 驱动电路-17第四章 电流调节器与转速调节器的设计-204.1 调节器工程设计方法的基本思路-204.2 系统主要参数的计算-204.3 电流调节器的
10、设计-214.4 转速调节器的设计-25第五章 其他单元电路设计-285.1 基准电源设计-285.2 转速检测电路-285. 3 本设计采用的励磁回路-29第六章 系统各保护电路设计-326.1 交流侧和直流侧保护-32第七章 系统仿真-377.1 MATLAB 仿真软件介绍-377.2 仿真模型的建立-397.3 仿真如下-39总结-43设计体会-445附录-45绪论绪论可逆轧机为单机架轧机，进行多道次钢带轧钢。它是由主传动，压下装置，前后夹送棍及左右卷取机等组成。生产过程简介:轧制前先启动压下装置电击提升轧辊，使轧辊有一定开度，将钢卷坯料装在开卷机上。启动开卷机将钢带通过轧辊喂入卷取机上
11、，并将钢带咬住。左右卷取机同时向反向开动，将钢带拉紧，产生一定拉力，即静张力。开动压下电击，将轧辊压下一定的压下量。开动主轧机进行第一道轧制。开动主轧机，同时发出补偿信号给左右卷取机。卷取机正转，开卷机反转，并与主传动保持同步，保持恒张力轧制。此时，卷取机工作在电动状态，开卷机工作在制动状态。当带钢尾端离开开卷机后主传动降速到喂料速度。带钢尾端离开轧辊后，卷取机及前部夹送棍应在 120mm 内停止，便于下一道次轧制不需人工喂料。轧制工艺对电气传动系统的要求（1）由于反复多道次轧制，要求传动系统可逆运转并且无级调速。（2）轧制过程中要保持轧制速度恒定，在加减速过程中要求加减速恒定，实现快速反向。（3）在轧制过程中要保持给定张力，误差不得超过 8%。（4）开卷机与卷取机在轧制过程中应与主传动的线速度同步。（5）电气传动系统应有较高的静态精度，动态品质与抗扰性能。轧机的主要工艺数据轧制材料：自行车钢带坯料厚度及宽度：厚 2.24.5mm；宽 120250mm轧制速度：0.33M/S喂料速度：0.3M/S工作轧辊直径:165mm,支持 直径：400mm轧刚长度：350mm主传动电动机：ZZJ2-91,Pcd=145KW,Ucd=220V,Icd=2.1A,6ncd=1460rpm,Uf=220V,If=9.6A第一章第一章 设计内容及要求设计内容及要求设计题
