调速系统转速反馈系数的整定(副本)专业：自动化班级：2012级2班姓名：***目录引言3 1 直流电机调速系统6 1.1 直流电机调速系统发展 61.2 转速反馈控制的概念82 转速反馈调速系统的基本构成10 2.1DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验台10 2.2 实验所需挂箱、电机等设备112.3 导线193 转速反馈调速系统的实验过程20 3.1 开环直流调速系统实验20 3.2 基于P调节器的闭环调速系统实验313.3 基于PI调节器的闭环调速系统实验384 实验结果与分析44 4.1 开环调速系统实验结果分析44 4.2 基于P调节器的转速反馈调速系统实验结果分析45 4.3 基于PI调节器的转速反馈调速系统实验结果分析48结论51 致谢53参考文献56摘要直流电机在起动和制动上有着很好的表现，它适用于在宽范围内平滑调速，并且在先进的、需要快速起动和制动的调速系统中应用广泛。
由于在简单的开环直流调速系统中，电动机负载增加引起的转速降落是由直流电动机的参数决定的，无法改变，为了获得具有高动静态性能指标的直流调速系统，一般情况下，大都会引入反馈环节，形成闭环控制系统，减小转速降落，降低静差率，扩大调速范围。
为了获得更加稳定，响应快速的调速系统，根据自动控制原理，利用天煌DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置搭建由转速反馈控制的单闭环直流调速系统，与转速变化成正比的电压信号就是此系统的反馈信号，将其与给定电压相比较并放大，作为控制整流桥的触发电路，这样就构成了速度负反馈的闭环系统，可以有效地抑制甚至消除扰动造成的影响。
电机的转速由给定控制，随给定增大而增加，电机的最大转速是被速度调节器输出的最大值所限制的。
对于速度调节器，我们先采用P（比例）调节器，再使用PI（比例积分）调节器，用来解决P调节器对阶跃输入产生的稳态误差。
系统“给定”恒定时，转速变化受到闭环系统抑制，当电机负载变化时，系统能显示出一定的稳定性。
同时，通过记录不同转速反馈系数下，增大电动机负载后转速的变化情况，整定出使用P和PI调节器情况下，使系统更加稳定、快速响应的转速反馈系数均为0.002。
关键词：直流调速；反馈系数；转速；PI调节器；单闭环；控制AbstractDC motor has a good starting and braking performance which is decided by its structural characteristics, and it is appropriate in a wide range of smooth speed, and is widely used in the advanced field of electric drive when it needs speed fast forward and backward. But in the open-loop DC speed control system, the motor speed drop caused by the load increase is determined by the specifications of the DC motor, and it cannot be changed, in order to obtain a DC speed control system with high dynamic and static performance, in normal circumstances, the feedback loop is introduced to form a closed loop control system to reduce speed landing, and to reduce static error rate and expand speed range.In order to obtain a more stable and accurate speed control system, according to the principle of automatic control, Tianhuang DJDK-1 electric motor control electronics and DC speed control system experimental apparatus is adopted to establish the single closed loop DC speed control system, the response of speed changes as a feedback voltage signal is compared with a given voltage signal and be amplified as a control of the rectifier bridge trigger circuit, which constitutes a Speed negative feedback loop system，and it is able to effectively inhibit or even eliminate the influence of the disturbance. The motor speed is determined by a given voltage, the maximum speed of the motor is determined by the speed controller’s limiting output. The speed controller first use P (proportional) controller, and then use the PI (proportional-integral) regulator to eliminate the P-regulator's steady-state error for step input device, making the system "given" constant, the closed-loop system depress speed changes, and when the motor load or supply voltage fluctuations, the system shows a certain degree of stability. At the same time, by recording the feedback coefficient at different speeds, and changes of speed when increasing motor load in P and PI regulator system, to find out a suitable speed feedback coefficient both 0.002 which makes the system more stable and quick response. Keywords:DC speed control;feedback coefficient; speed; PI regulator;single closed loop; control;引言现代运动控制技术均是以各类电动机为基础，通过微机和逻辑电路控制电动机，用电力电子装置作为弱电控制强电的纽带，以自动控制系统和电力电子技术为基础的。
直流调速系统作为运动控制系统最基本的内容，在当代生产生活中起着无法替代的作用[1]。
随着近些年来我国经济的迅速发展和加速现代化，工业，农业生产，人们的日常生活水平提高导致的高需求的出现，使得电机调速系统的精确度要求也越来越高。
如何设计出高效，稳定，节能，成本低廉的直流电机控制系统，成为了工业生产中的重要环节[2]。
目前，直流调速系统已经在几代人的研究和发展之下具有比较完整的理论和相对成熟的实践。
在一些调速性能指标要求不高的场合，开环调速系统就能满足要求，但是开环系统并不具备自我调节的功能，遇到扰动时，会因其系统局限性引起比较大的转速的变化，其机械特性比较“软”，调速范围也较窄，静差率比较差。
因此，对于有着较高要求的传动装置或机械化生产设备，开环调速是无法满足要求的，运行过程中会产生这样或那样的误差，结果总是不尽人意。
因此我们需要采取某些措施以提高系统的静特性和调速性能，使系统响应变得更加快速，更加稳定地运行[3]。
为了设计出可以稳定运行的直流调速系统，更加深入理解其原理以及从发展中创新，针对工程中需要高性能的控制系统，就必须要引入反馈控制环节，这里，稳定转速的话就需要引入转速负反馈，使机械特性变“硬”[4]。
此次设计的思路是，根据自动控制原理，分析得出设计思路。
由于反馈闭环控制系统是按照被控制对象的实际状态与期望状态的偏差被放大后进行控制的系统，因此只要系统出现偏差，其电路就会自动根据偏差进行相应的自我调节。
转速变化的原因是负载的变化，这些变化直接造成系统的波动，表现为转速偏差，显然闭环调速系统能够减少转速降落[5]。
本系统中发电机与电动机同轴连接，从而形成与电动机转速成正比的负反馈电压，并将之与给定电压按照一定途径进行比较后得出所谓的偏差电压，此偏差电压经过放大器放大后作为触发装置的控制电压，从而使转速间接控制整流装置的输出电压，实现输出间接控制输入的闭环控制的特点。
这种系统可以减小负载引起的转速降落，可有效抑制甚至消除扰动对系统产生的影响，维持系统电动机转速稳定[6]。
本实验在人类生产生活的很多领域都具有重要意义。
因直流电动机的结构决定了其可以实现快速启动和快速制动，其非常适合在较宽广的范围内平滑地调速，在电动汽车、矿厂挖掘机、隧道钻机、切割机、3D打印机、多功能电梯等需要高性能自动控制系统的领域中均得到了普遍的应用[7]。
而自改革开放以来，外来技术的引入使直流电机传动装置的发展经历了重大的变革，首先实现了整流器等陈旧落后设备的更新换代，比如晶闸管整流装置慢慢取代了长久以来占据国内直流调速系统市场的水银整流装置，使直流电机调速系统完成了一次大的跃进。
同时，调速系统中的控制器电路也已经慢慢实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本[8]。
以上这些先进技术的应用，使直流调速系统的各项性能指标大幅度提高，同时也使其应用范围扩展到国民经济生产中的各个领域。