直流调速系统的装接与调试优化

项目提出

自动控制系统机电传动主要有直流传动控制系统和交流传动控制系统。直流传动控制系统是以直流电动机为动力，交流传动控制系统则以交流电动机为动力。直流电动机虽不像交流电动机那样结构简单、制造方便、维修容易、价格便宜等，但具有良好的调速性能，可在很宽的范围平滑调速。全数字直流调速系统的出现，更提高了直流传动系统的精度和可靠性。所以截至目前，直流电动机仍被广泛地应用于自动控制要求较高的各种生产部门。

直流调速器是一种电动机调速装置，包括电动机直流调速器、脉宽直流调速器、可控硅直流调速器等，一般为模块式直流电动机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID 适配器调整。具有体积小、质量轻等特点，可单独使用也可直接安装在直流电动机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。

项目分析

一、自动控制系统的分类

（1） 按采用不同的反馈方式，可分为转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流正反馈控制系统。

（2） 按控制原理的不同，可分为开环控制系统和闭环控制系统。

（3） 按系统稳态时被调量与给定量有无差别，可分为有静差调节系统和无静差调节系统。

（4） 按给定量变化的规律，可分为定值调节系统、程序控制系统和随动系统。

（5） 按调节动作与时间的关系，可分为断续控制系统和连续控制系统。

（6） 按系统中所包含的元件特性，可分为线性控制系统和非线性控制系统。

二、自动控制系统的要求

实际工作过程中，自动控制系统会受到外部作用，输出发生相应的变化。因控制对象和控制装置以及各功能部件的特征参数匹配不同，系统在控制过程中性能差异很大，甚至因匹配不当而不能正常工作。为了完成一定任务，要求被控量必须迅速而准确地随给定量变化而变化，并且尽量不受任何扰动的影响。因此，工程上对自动控制系统性能提出了一些要求，主要有以下三个方面。

1.稳定性

系统稳定是指受扰动作用前系统处于平衡状态，受扰动作用后系统偏离了原来的平衡状态，如果扰动消失以后系统能够回到受扰以前的平衡状态，则称系统是稳定的。如果扰动消失后，不能够回到受扰以前的平衡状态，甚至随时间的推移对原来平衡状态的偏离越来越大，这样的系统就是不稳定的系统。稳定是系统正常工作的前提，不稳定的系统是根本无法应用的。(www.xing528.com)

2.准确性

稳态性能用稳态误差来表示，所谓稳态误差是指系统达到稳态时被控量的实际值和希望值之间的误差，误差越小，表示系统控制精度越高越准确。一个暂态性能好的系统既要过渡过程时间短（快速性简称“快”），又要过渡过程平稳、振荡幅度小（平稳性简称“稳”）。准确性是对稳定系统稳态性能的要求。

3.快速性

因为工程上的控制系统总是存在惯性，如电动机的电磁惯性、机械惯性等，致使系统在扰动量给定量发生变化时，被控量不能突变，需要有一个过渡过程，即暂态过程。这个暂态过程的过渡时间可能很短，也可能经过一个漫长的过渡达到稳态值，或经过一个振荡过程达到稳态值，这反映了系统的暂态性能。在工程上暂态性能是非常重要的，快速性是对稳定系统暂态性能的要求。一般来说，为了提高生产效率，系统应有足够的快速性，但是如果过渡时间太短，系统机械冲击会很大，容易影响机械寿命，甚至损坏设备；反之过渡时间太长，会影响生产效率等。因此，对暂态过程应有一定的要求，通常是用超调量、调整时间、振荡次数等指标来表示。

综上所述，对自动控制系统的基本要求是：系统要稳、快、准。即响应动作要快、动态过程要平稳、跟踪值要准确。此要求通常称为系统的动态品质。

通过本项目的学习了解自动控制系统的知识，达成以下学习目标：

（1） 掌握直流调速系统的工作原理。

（2） 掌握开环直流调速系统的原理及存在的问题。

（3） 掌握电磁转差离合器调速工作原理。

（4） 能对直流传动系统的设备、器件进行检查确认，能对直流传动系统设备进行安装。

（5） 能对直流调速装置进行故障检测及排除。

（6） 培养学生分析问题、解决问题的能力，以及交流沟通和团队协作能力，养成良好的职业素养。

项目实施