直流调速系统动态特性的仿真分析开题报告.doc

1、 太原工业学院毕业设计开题报告学 生 姓 名 ： 郭茂元学 号：122012229系 部： 机械工程系专 业 ： 机械电子工程题 目 ： 直流调速系统动态特性的仿真分析指 导 教 师 : 李雅青 （副教授）2016 年 3 月 10 日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴；3学生的“学号”要写全号（如 072074123） ；4. 指导教师意见和所

2、在系意见用黑墨水笔工整书写。毕 业 设 计 开 题 报 告一研究目的及意义直流电动机具有调速性能好，起动转矩大，易于在大范围内平滑调速等优点，其调速控制系统历来在工业控制中占有极其重要的地位。随着电力技术的发展，特别是大功率电力电子器件问世以后，直流电动机拖动将有逐步被交流电动机拖动取代的趋势，但在中、小功率的场合，常采用永磁直流电动机，只需对电枢回路进行控制，相对比较简单，特别是在高精度位置伺服控制系统、在调速性能要求高或要求大转矩的场所，直流电动机仍然被广泛采用，直流调速控制系统中最典型的一种调速系统就是速度、电流双闭环调速系统。直流调速系统的设计要求完成开环调速、单闭环调速、双闭环调速等

3、过程，需要观察比较多的性能，再加上计算参数较多，往往难以如意。如在设计过程中使用 MATLAB 中的 GUI 实用工具来辅助设计，由于可以构建被控系统的动态模型，直观迅速观察各点波形，因此调速系统性能的完善可以通过反复修改其动态模型来完成，而不必对实物模型进行反复拆装调试，MATLAB 中的动态建模、仿真工具 GUI 具有模块组态方便，性能分析直观等优点，可缩短产品的设计开发过程。二国内外研究进展从七十年代开始，由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。双闭环直流调速系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等。给

4、定信号为 010V 直流信号，可对主电路输出电压进行平滑调节。采用双 PI 调节器，可获得良好的动静态效果。在我们国内，双闭环控制也已经经过了几十年的发展时期，目前已经基本发展成熟，但是目前的趋势仍是追赶着发达国家的脚步，向着数字化发展 1。从八十年代中后期起，世界各大电气公司都在竞相开发数字式调速传动装置直流调速已经发展到一个很高的技术水平：功率元件采用可控硅；控制板采用表面安装技术；控制方式采用电源换相、相位控制。特别采用了微机及其他先进技术，使数字式直流调速装置具有很高的精度、良好的控制性能和强大的抗干扰能力，在国内外受到广泛的应用。目前，发达国家应用的先进电气调速系统几乎完全实现了数字

5、化，双闭环控制系统已经普遍的应用到了各类仪器仪表，机械重工业以及轻工业的生产过程中。随着全球科技日新月异的发展，双闭环控制系统的总的发展趋势也向着控制的数字化、智能化和网络化发展 12。毕 业 设 计 开 题 报 告三本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1、重点研究的内容直流调速具有平滑性好，调速范围宽等优点，对直流调速的仿真有着一定的应用价值，而 MATLAB 在自动控制仿真方面有着不错的效果。本设计要求设计者能设计出一个较好的直流调速系统。在调速系统的原理和要求的静态、动态性能的基础上，设计典型的直流调速系统，如闭环控制的直流调速系统、多环控制的直流调速系统，建立直流调速系统

6、的数学模型。本课题还要求研究 MATLAB 与 GUI 在控制方面的应用，掌握仿真程序的编写与 GUI 模块参数的设置。2、实现途径1) 主要调速方法选择2) 电路的组成与调速原理 3) 调节器的调节方式选择4) 系统参数的设定与校正5) 建立系统的数学模型6) 建立仿真模型7) 编写仿真程序8) 进行仿真实验并分析实验结果四设计工作进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 查阅文献，总体规划，完成开题报告 2016.02.292016.03.112 分析直流调速控制系统的工作原理 2016.03.122016.03.203 建立系统的数学模型 2016.03.212016.04.104 编写

7、 MATLAB/GUI 仿真程序，中期检查 2016.04.112016.04.295 调试、分析仿真结果 2016.04.302016.05.226 整理毕业论文，准备答辩 2016.05.232016.06.05五主要参考文献1 陈伯时. 电力拖动自动控制系统M. 北京：机械工业出版社，2004.2 王克义，路敦民. 机电传动系控制M. 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社,2012.3 齐占庆，王振臣. 电气控制技术M. 北京：机械工业出版社，2002.4 阮毅，陈伯时. 电力拖动自动控制系统M. 北京：机械工业出版社，2011.5 祝龙记. 电气工程与自动化控制系统 MATLAB 仿真M. 徐

8、州：中国矿业大学出版社，2014.6 陈亚爱电机与拖动基础及 MATLAB 仿真M. 北京: 机械工业出版社，2011.7 王兆安. 电力电子技术M. 北京：机械工业出版社，2000.8 薛定宇. 基于 MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用M北京：清华大学出版社，2012.9 刘白雁. 机电系统动态仿真基于 MATLAB/SimulinkM 北京：机械工业出版社 2012.10 程宪平. 机电传动与控制M武汉：华中科技大学出版社，2015.11 ZHAO Yao, DING Longhan. Intelligent control of parallel double-loop DC motor speed control systemsJ. Proceedings of the 3thWorld Congress on Intelligent Control and Automation, 2015.12 邹伯敏. 自动控制理论M. 北京：机械工业出版社出版，2010.毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见 指导教师： 年 月 日教研室审查意见：专业负责人： 年 月 日所在系审查意见：系主任： 年 月 日