酒精浓度自动监测系统设计

3参数设计 3.1 整体分析

本题目要求设计带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统，为满足以上技术要求和性能指标的要求，选择以下方案设计系统

1. 系统要求平滑调速，可采用调压调速方式。因为调压调速系统是在保持

他励直流电动机的磁通为额定值的情况下，将电枢两端的电压（电源电压）降低为不同的值时，可以获得与电动机固有机械特性相互平行的人为机械特性，调速方向是基速以下，属于恒转矩调速方法。只要输出的电压是连续可调的，即可实现电动机的无级调速，调速范围可以达到很宽。

2. 系统静特性良好，无静差。在参数设置合理的情况下，带电流截止负反

馈转速单闭环直流调速系统本身可以做到系统的稳定运行。

3. 本设计中的电力电子变换装置采用三相桥式控制的晶闸管整流装置，应

用题目要求中给定的参数进行设计，其Rrec=1.3Ω。

4. 在带电流截止负反馈环中，截止电流的上限选择需要根据电机的品牌和

参数论证，以保证电机不至于因电流过大而烧毁。

3.2 稳定性参数计算和判断

根据老师提供的技术参数，基本数据如下：

电枢额定电压 220V 电枢额定电流 136A 额定励磁电流 If=1.5A 额定励磁电压Uf=220V 功率因 0.85 整流器内阻 Rrec=1.3Ω 电枢电阻 0.21Ω 平波电抗器电感 lOOmH 电枢允许过载系数 1.5 额定转速 l460 r/min 总飞轮惯量GD=22.5n*m^2

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3.3 调节器的选择和结构

动态校正的方法很多，而且对于一个系统来说，能够符合要求的校正方案也不是唯一的。在控制系统中，最常用的是串联校正和反馈校正。串联校正比较简 单，也容易实现。对于带电力电子变换器的直流闭环调速系统，由于其传递函数的阶次较低，一般采用PID调节器的串联校正方案就能完成动态校正的任务。

其结构图如下

PID调节器中有PD、PI和PID三种类型。由于PD调节器构成的超前校正，可提高系统的稳定裕度，并获得足够的快速性，但稳定精度可能受到影响；由Pl调节器构成的滞后校正，可以保证稳定精度，却是以对快速性的限制来换取系统稳定的。一般调速系统的要求以动态稳定性和稳态精度为主，对快速性要求差一些，所以采用PI调节器。

现在我们采用PI调节器来调节，其传递函数如下：

W(s)?K(TsS?1)(TmTtS?TmS?1)2

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4 MATLAB仿真

MATLAB仿真的原理框图

其仿真结果如下图所示：

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5 电气总图

电气总图

三相桥式全控整流电路集成触发控制电路

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