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专业课程综合设计说明书

设计题目： 单闭环ＰＷＭ－Ｍ直流调速系统分析及校正

姓 名： 陈 柳 文

专 业： 机械设计制造及其自动化

班 级： 20081054

学 号： 2008105432

指导教师： 曾 孟 雄

2011年１２月１９日至2012年1月３日

2011年专业课程综合设计课题任务书

单闭环PWM-M直流调速系统分析及校正

一、课题已知条件：

如下图，在直流电动机轴上安装一台测速发电机TG，从而引出与被控量——转速成正比的负反馈电压Uf，与给定电压Ug相比较后，得到偏差电压△U，经过放大器A，产生触发装置GT的控制电压UC，用以控制电动机转速。

二、已知参数：

PWM-M系统设计

电动机D：PN=18kW，UN=220V，IN=Id=50A， nN=1000r/min，Ra=0.5Ω， Ce=0.192V·min/r，GD2=10N·m2，L=17Mh，Ts=1.67ms，Cm=30/π

放大器：KP=20

晶闸管触发整流装置GT：放大倍数Ks=44 电阻Rz=1.0Ω

测速发电机TG：Prd=23.1kW，Urd=110V，Ird=0.21A， nrd=1900r/min

生产机械要求调速范围D=10，静差率s=5%

三、课题设计要求（大纲）：

1、单闭环调速系统的基本分析：

（1）说明机械负载对调速系统的基本要求（调速、稳速、加减速控制）

（2）调速系统的主要静态和动态参数指标

（3）单闭环直流调速系统的组成及功能

2、系统的稳态分析

（1）建立系统的稳态数学模型：推导出系统的传递函数或频率特性

（2）闭环调速系统的性能分析：满足误差要求选择放大器的放大倍数

3、单闭环调速系统的动态分析与校正

（1）建立该系统的动态数学模型：画出动态结构图

（2）单闭环调速系统的稳定性分析：劳斯判据判断，K值取值范围

（3）说明稳定条件与稳态精度要求的矛盾

4、系统的动态校正----PI调节器设计

（1）利用开环频率特性进行校正：在对数坐标纸上画图，使系统满足性能指标要求

（2）PI调节器设计计算并选型

目 录

前言 ····································································· 1

第一章 本次课程设计单闭环调速系统的基本要求分析····················· 2

第二章 系统的稳态分析

1、建立系统的稳态数学模型··········································· 3 2、闭环调速系统的性能分析··········································· 4

第三章 单闭环调速系统的动态分析与校正

1、建立系统的动态数学模型··········································· 5 2、单闭环调速系统的稳定性分析······································ 7 3、判断说明稳定条件与稳态精度要求的矛盾··························· 7

第四章 系统的动态校正——PI调节器设计

1、利用系统的开环传递函数进行校正·································· 8 2、PI调节器的设计计算与系统选型···································· 9

第五章 结论····························································· 11

第六章 参考文献························································· 11