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1、 毕业设计(论文)BACHELOR DISSERTATION 论文题目：直流电机晶闸管调速系统的设计与分析学位类别： 工学学士 学科专业： 机械设计制造及其自动化 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权
2、说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本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。本人完全意识到本声明的法
3、律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日直流电机晶闸管调速系统的设计与分析摘 要运动控制系统中应用最普遍的是自动调速系统。自动调速系统主要包括直流调速系统和交流调速系统。在高性能的拖动技术领域中，相当长时间内基本采用直流电力
4、拖动系统。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速，已满足工作机械的要求。从机械特性上看就是通过改变电动机的参数或外加电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和负载机械特性的的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。本文以直流电动机为对象，先是分析晶闸管电动机调速系统的开环工作机械特性，然后分析单闭环有静差和无静差工作的系统静特性，以及着重对转速、电流双闭环的机械特性设计与分析，并应用MATLAB软件对系统模型进行了仿真研究。关键词：直流电机调速；晶闸管；单闭环；双闭环；MATLAB仿真The design and analysis of Thyristor DC moto
5、r speed control systemABSTRACTApplication in motion control system is the most common form of automatic speed control system. Automatic speed control system includes AC variable speed DC drive system and the system. Drag in the high-performance technology, the relatively long period of time almost a
6、ll the DC electric drive system. In addition, based on feedback control theory based on the principle of DC Speed Control Speed Control is the basis of the exchange. DC converter is artificially or automatically change the speed of DC motor has to satisfy the requirements of mechanical work. Judging
7、 from the mechanical characteristics of the motor is by changing the applied voltage and other parameters or methods to change the motors mechanical properties, thereby changing the motor characteristic and load mechanical characteristics of the intersection, the stable operation of the motor speed
8、change. This paper focuses on the SCR motor speed control system of open-loop mechanical properties of the work, single loop with static error and poor working system with no static static properties, mechanical properties and the double closed-loop system closed-loop control characteristics were te
9、sted. And apply the MATLAB software system model was simulated. Keywords: DC motor speed; thyristor；open loop; double loop; MATLAB simulation目录摘 要IABSTRACTII目录III第1章 绪 论11.1直流调速系统的概述11.2 课题的提出及研究意义11.3 课题分析与论文主要内容2第2章 晶闸管直流调速系统32.1晶闸管整流技术32.2直流晶闸管调速系统42.3.直流调速系统的控制要求和调速指标4第3章 转速负反馈单闭环直流调速系统的分析63.1单闭
10、环控制的直流调速系统的组成63.2 转速单闭环直流电机调速系统的静特性73.3 反馈控制闭环直流调速系统的动态分析83.4 单闭环无静差直流调速系统93.4.1 PI调节器10第4章 转速、电流双闭环调速系统及特性和设计114.1 双闭环直流电机调速系统的问题的提出114.2 双闭环直流调速系统的组成与工作原理124.3双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性144.4双闭环直流调速系统的数学模型与动态分析154.5双闭环直流调速系统的起动过程分析174.6直流调速系统的理论设计194.6.1 直流调速系统组成及要求194.6.2 电流环的设计194.6.3 速度环的设计21第五章 基于MATL
11、AB/SIMULINK直流调速系统的仿真设计225.1 Matlab/Simulink简单介绍225.2 双闭环系统的建模与参数设置235.3系统仿真结果的输出及结果分析25结 论27参考文献28致 谢29VI第1章 绪 论1.1直流调速系统的概述三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准
12、化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的
13、基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。1.2 课题的提出及研究意义电机自动控制系统广泛应用于机械，钢铁，矿山，冶金，化工，石油，纺织，等行业。这些行业中绝大部分生产机械都采用电动机做原动机。有效地控制电机，提高其运行性能，对国民经济具有十分重要的现实意义。按照传动电动机的类型来分，电气传动油直流传动和交流传动两大类。尽管目前各种交流调速系统得到了普遍的重视和较快的发展，但因为直流电机具有较大的启动转矩，良好的启动、制动性能，以及易于在宽范围内实现平滑调速，所以直流调速系统至今仍然是自动调速系统的一种主要形式。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为
14、最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速(即电机额定转速)以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善因此，在双闭环系统中，由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多。用经典的动态校正方法设计调节器须同时解决稳、准、快、抗干扰等各方面相互有矛盾的
15、静、动态性能要求，需要设计者有扎实的理论基础和丰富的实践经验，而初学者则不易掌握，于是有必要建立实用的设计方法。大多数现代的电力拖动自动控制系统均可由低阶系统近似。若事先深入研究低阶典型系统的特性并制成图表，那么将实际系统校正或简化成典型系统的形式再与图表对照，设计过程就简便多了。这样，就有了建立工程设计方法的可能性。1.3 课题分析与论文主要内容本课题以直流电动机为对象，第一部分说明晶闸管的整流技术，直流调速系统的主要问题和V-M系统开环特性。为后面研究直流调速系统单闭环，双闭环特性做基础。第二部分为单闭环控制直流调速系统部分，研究单闭环(转速负反馈)有静差和无静差工作的系统静特性并进行相关分析。第三
