关于空调制冷系统设计的优化

关于空调制冷系统设计的优化

发表时间：2018-08-01T09:58:15.197Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：高威林伟雪杨伟基

[导读] 摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。

（珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519100）

摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。空调制冷设计已经不在局限于初始阶段的了解，而是对其系统功能更加深入的设计，为空调制冷系统技术设计提供指导。

关键词：空调；制冷；系统化；优化

前言

随着国内经济建设的发展，空调制冷系统应用场合也不断扩展，大量运用在工业、民用项目中。空调制冷系统的设计有了很大的进步，其应用技术要求也在不断提高。这对广大暖通工程师提出了更高的要求，仅仅局限于对系统或设备的简单了解，并不一定能保证整个制冷系统稳定、高效和安全运转。笔者结合多年的设计、施工安装和后期运行经验，以及同业项目信息的整理归纳，现将空调制冷系统设计和运行中可能会发生的部分问题进行总结分析。

一、室外低温环境下冷却系统运行设计方案

冷却系统是大多数农业与工业项目生产运行的辅助系统，制冷系统在使用过程中具有周期性长，一年四季均可使用，不受气候的影响等特点。而且，制冷系统具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷，主要的设备具有耐用性好，不易出现故障，备用性能优良等优点。在冷却系统的设计过程中，设计人员要重点提高其运行效率，减少能源消耗，增强其适应外界环境的能力，提高系统的应急反应系统设置。其中，在冷却系统设计过程中，需要考虑的因素很多，其中重点要考虑的因素是室外低温环境对冷却系统的影响。以东北地区为例，东北地区冬季的气温较低，制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜。在东北冬季温度下降到零下30摄氏度以下时，制冷系统依然要工作，这就存在一种满负荷情况下运行的状态。但是，在制冷系统进行设计时，并没有针对这种情况进行科学合理的设置，导致空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象，设置系统中的冷却水温过低，在冰点之下，严重超出设计计算的范围，制冷系统因冷却塔无法正常工作而进入停止运行状态，系统发出警报。上述这种情况，如果能够在设计上进行科学合理的优化，不仅可以保证制冷系统正常运行，还能够减少能源消耗，提高制冷系统的运行效率。首先，在制冷系统中安装水气换热装置，通过密闭系统实现高效的水气换热，完成冷却载冷剂的工作。一般使用乙二醇水溶液作制冷剂，因为其凝固点较低，所以可以在低温环境下避免冷却塔冰冻。其次，使用高效密闭循环系统，不仅能够及时有效的补充损耗的水，还能够保证水循环系统的清洁，减少因杂质过多而导致的水循环硬化现象发生[1]。当室外温度较低时，乙二醇溶液不会因低温而结冰，可以保证系统管路通畅，保证制冷系统的稳定性与高效性。总而言之，制冷系统的设计与安装要结合实际的工作环境，针对特殊情况进行优化设计，保证空调制冷系统的正常运行，减少生产经营中不必要的经济损失。

二、注重膨胀水箱的计算，方便优化设计

对于空调系统膨胀水箱容积的计算，国内的设计手册给出了两种不同计算方法。将这两种计算方法运用于水冷式冷水系统或供暖系统，夏季冷水温度7℃，冬季热水温度60℃，其计算结果相差不大。但是对于冬冷、夏热区域的长江流域而言，很多项目采用了风冷热泵主机作为冷热源。此时系统管路里的水温最低为7℃（夏季冷水出水温度），最高达到45℃（冬季热水出水温度），两种方法的计算结果则可能偏差较大，下面将具体举例计算。

三、旁通清洗回路的设置

在空调制冷系统设计与安装的相关规定中表明，制冷系统工作过程中，冷却水及冷热水系统要进行冲洗排出污水的工作，排污工作后要进行检测，当检测符合标准后还要进行2小时循环运行，而且要保证系统中水质正常后方可进行正常使用。但是，在实际的设计与安装过程中，一些制冷系统管道与换热器中会出现焊接时掉下的残渣或其他异物，对系统的正常使用造成一定的不良影响。本文作者在研究这类问题时发现，这些水循环系统缺少完善的旁通清洗回路装置，不能够及时有效的进行系统中污物的排出[2]。因此，在优化空调制冷系统设计过程中，要在制冷系统水管前面增加一个旁路清洗回路装置，实现空调系统安装时排出系统内污物，加强系统维护与保养工作，延长空调系统的使用寿命，保证空调的制冷效果。

四、空调制冷系统优化设计

第一，空调制冷系统优化的内容在产品设计的过程中，可以使用很多种方法将其中的参数问题或者是结构上的问题进行解决，但是在生产的过程中最好的也是最能够使用在产品生产中的方案只有一个，就是将这个方案进行确定的过程我们将其优化，一般表现为提高空调的功能效果、降低能耗、减小噪音，对空调的外形进行优化、降低生产成本等方面，这些都是优化设计要考虑的问题，我们可以从这些优化设计的内容中了解到，对空调制冷系统进行优化设计重点在于提高空调设备的运行效率、节能降耗，提升空调企业的经济效益，让企业得到更好的发展。第二，对空调制冷系统进行优化设计的任务通过对空调系统进行优化设计，可以将空调的一些性能、参数进行提升，让空调的性能更加的安全、经济，让空调的市场竞争力得到提升。对空调进行制冷系统优化设计中最重要的是按空调的型号，对整个空调技术参数进行确定，有详细的技术规范，将各个部件的技术指标进行明确。比如说：空调压缩机的型号。空调中的冷凝器、蒸发器，还有一些结构上的参数，比如说，使用的制冷剂的流动方向、传热管的大小，空调叶片的形状、距离等。空调循环风量大小的指标，比如说将空调电机的转速、功率等参数进行优化设计等等。对空调的制冷系统进行优化设计时为了减少资源的浪费，降低空调的能耗，提高资源的利用率。

五、以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计

目前，我国各种类型的电气设备配电设计过程中，主要根据额定电流来确定设备的最大线径，以额定电流当作电气设备的运行电流。因此，设计与安装人员在完成设计时，电气工程人员只可能得到作为电气设备选择性型号的标准情况下的额定量流量。空调制冷系统中的冷水系统中的所有设备受温度变化的影响较小，实际运行的电流与标准情况下基本相同，系统的供电容量变化也相对较小，这样的情况下不容易产生设备故障。空调制冷系统中的风冷系统与冷水系统相比，其局限性比较大，受外界温度影响较大，随着温度的变化而变化。一般来说，风冷机组虽外界温度升高而耗电量增加，随着温度下降而耗电量降低。当空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统时，其运行环

刘亚敏1520310052--电机现代设计方法与优化作业

电机现代设计方法与优化作业 电气工程刘亚敏 1520310052 1、所用算法的寻优策略 本篇论文所采用的算法为蚁群算法，又称蚂蚁算法，其定义为：各个蚂蚁在没有事先告诉他们食物在什么地方的前提下开始寻找食物。当一只找到食物以后，它会向环境释放一种挥发性分泌物pheromone (信息素,该物质随着时间的推移会逐渐挥发消失，信息素浓度的大小表征路径的远近)来实现的，吸引其他的蚂蚁过来，这样越来越多的蚂蚁会找到食物。有些蚂蚁并没有像其它蚂蚁一样总重复同样的路，他们会另辟蹊径，如果另开辟的道路比原来的其他道路更短，那么，渐渐地，更多的蚂蚁被吸引到这条较短的路上来。最后，经过一段时间运行，可能会出现一条最短的路径被大多数蚂蚁重复着。 蚁群算法是一种新型的模拟进化算法，该算法通过模拟蚂蚁觅食的方式，使一定数量的蚂蚁在解空间内进行随机搜索，对路径上蚂蚁释放的信息素进行更新，按照转移概率决定前进的方向，最后收敛于全局最优解。蚁群算法具有较强的鲁棒性。相对于其它算法，蚁群算法对初始路线要求不高，即蚁群算法的求解结果不依赖子初始路线的选择，而且在搜索过程中不需要进行人工的调整。其次，蚁群算法的参数数目少，设置简单，易于蚁群算法应用到其它组合优化问题的求解。现在蚁群算法己经在电力网络优化、网络路中分配、函数优化和集成电路布线等领域得到应用。本文将蚁群算法进行了改进，将其用于永磁同步电机的优化设计中。

2、论文对算法的改进 算法与其它智能优化算法相比，存在搜索时间长的缺陷，该算法的复杂度可以反映这一点；而且该算法容易出现停滞现象，即搜索到一定程度后，所有个体发现的解完全一致，不能对解空间进行进一步的搜索，不利于发现更好的解。本文借鉴蚁群算法的进化思想，针对以上提及的两个问题，将算法的数学模型做了三方面的改进。 2.1转移规则的改进 对每只蚂蚁i ，定义其函数值为相应的目标函数值Zi ，并记蚂蚁i 与蚂蚁j 的目标函数值的差值为 蚂蚁j 到蚂蚁i 的转移概率为 式中:———蚂蚁j 邻域内的信息素数量； α和β———算法的权重因子，本文取α=β =1。 2.2信息素更新规则的改进 由于信息素强度Q 是表征蚂蚁所经轨迹数量的一个常数，它影响算法的全局收敛速度[ 5]。蚂蚁之间通过信息素进行交流，因此, 本文针对蚁群算法寻优过程易陷入局部最小的弊端，提出根据算法搜索的情况，动态修改需要增加的信息素的方法。即用时变函数Q(t)

空调机房设计

第八章 空调机房设计 8． 1 机房位置及技术要求 8.1.1 机房位置的选择与组成 1 .机房的位置选择 离心式、 螺杆式制冷机组的机房按功能分有两类： 一类是为建筑物空调服务的冷冻机房， 提供空调用的低温冷冻水，常采用冷水机组直接供冷或蓄冷槽与制冷机组组合供冷的方法；另一类是为冷藏、 冷冻服务的制冷机房， 常采用螺杆式制冷机组。 冷冻机房位置的合理选择， 对于整个建筑物的合理布局、安全方便地使用是非常重要的。选择机房位置时，应遵循建筑设计防火规范、采暖通风与空气调节设计规范、冷库设计规范等，并应综合考虑下列因素： 1)应与建筑物的总体布局相协调，机房应设在既靠近负荷中心，又能使进出机房的各类管道布置方便的地方。冷藏、冷冻的制冷机房和设备间除了要满足上述要求外，选址时还应避开库区的主要交通干线。 2)由于制冷机房用电功率大，因此机房应靠近变配电房设置，以减少线路压降损失，保证机组正常运行。 3)对于采用不同制冷剂的机房的布置，应符合下列要求： ①卤代烃压缩式制冷装置可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑物内，但不得直接布置在楼梯间、走廊、和建筑物的出入口处。 ②由于氨制冷剂具有强烈的刺激性、毒性、易燃的危险性，因此氨压缩式制冷装置应布置在隔断开的房间或单独的建筑物内，但不能布置在民用建筑和工业企业辅助建筑物内。 4)单独建造的制冷机房宜布置在全厂厂区夏季主导风的下风向。在动力站区域内，一般应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场和散发尘埃的站房的上风向。 5)为保证机组的散热及可靠运行，并创造一个安全、卫生的工作环境，机房位置的选择应使它能具备良好的通风和采光条件，一般应贴邻外墙布置。 6)选择机房位置时．还应考虑到设备运行时的振动和噪声对周围房间和环境的影响，一般不应贴邻办公、会议、卧室等房间布置。 7)采用冷却塔冷却方式的机房，应靠近冷却塔的位置设置，避免粗大的冷却水管占用过多的空间、消耗更多的输送动力。

直流电机调速控制系统设计

成绩 电气控制与PLC 课程设计说明书 直流电机调速控制系统设计 . Translate DC motor speed Control system design 学生姓名王杰 学号20130503213 信电工程学院13自动 学院班级 化 专业名称电气工程及其自动化 指导教师肖理庆

201 6年 6 月 14 日

目录 1 直流电机调速控制系统模型 0 1.1 直流调速系统的主导调速方法 0 因此，降压调速是直流电机调速系统的主导调速方法。 0 1.2 直流电机调速控制的传递函数 0 1.2.1 电流与电压的传递函数 (1) 1.2.2 电动势与电流的传递函数 (1) 由已学可知，单轴系统的运用方程为: (1) 1.3 直流调速系统的控制方法选择 (3) 1.3.1 开环直流调速系统 (3) 1.3.2 单闭环直流调速系统 (3) 由前述分析可知，开环系统不能满足较高的调速指标要求，因此必须采取闭环控制系统。图1-4所示的是，转速反馈单闭环调速系统，其是一种结构相对复杂的反馈控制系统。转速控制是动态性能的控制，相比开环系统，速度闭环控制的控制精度及控制稳定性要好得多，但缺乏对于静态电流I的有效控制，故这类系统被称之为“有静差”调速系统。 (4) 1.3.3 双闭环直流调速系统 (4) 图1-4 双闭环控制直流调速控制系统 (4) 1.3.3.1 转速调节器（ASR） (4) 1.3.3.1 电流调节器（ACR） (4) 1.4 直流电机的可逆运行 (5) 1.2 ×××××× (7) 1.2.1 电流与电压的传递函数 (7) (8) 3 PLC在直流调速系统中的应用 (8) 2 ××××× (9) 2.1 ×××××× (9) 2.1.1 ×××× (9) 3 ××××× (11) 3.1 ×××××× (11) 3.1.1 ×××× (11) 参考文献 (12) 附录 (13) 附录1 (13)

#直流电机调速系统分析与设计

第一部分并励直流电动机的工作原理 并励直流电机的励磁绕组和电枢绕组相并联，作为并励发电机来说，是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电；作为并励电动机来说，励磁绕组和电枢共用同一电源，从性能上讲和他励直流电动机相同。 导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时针方向旋转起来。 当电枢转了180°后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。 因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的工作原理。 转速电流双闭环原理 转速、电流双闭环直流调速系统的组成，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。 从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。 这就形成了转速、电流双闭环调速系统。 限幅的作用： 转速调节器ASR的输出限幅电压U*im －－电流给定电压的最大值，即限制了最大电流； τ电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm －－Uc的最大值，即限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。 第二部分 PID算法的基本原理 PID调节器各校正环节的作用 1、比例环节：即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，调节 器立即产生控制作用以减小偏差。 2、积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分 时间常数TI，TI越大，积分作用越弱，反之则越强。 3、微分环节：能反应偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号的值变得太 大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减 小调节时间。 下面对控制点所采用的PID控制算法进行说明。

制冷系统设计步骤

制冷系统设计步骤

一、设计任务和已知条件 根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。 二、制冷压缩机型号及台数的确定 1、确定制冷系统的总制冷量 制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算： 式中——制冷系统的总制冷量（KW） ——用户实际所需要的制冷量（KW） A——冷损失附加系数。 一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0. 20；当空调制冷量为174~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0. 07。 2、确定制冷剂种类和系统形式

根据设计的要求，选用氨为制冷剂而且采用间接供冷方式。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃） ℃ 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算： ℃ 式中——冷却水进冷凝器温度（℃）； ——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）； ——安全值，对于机械通风冷却塔，=2~4℃。

冷却水出冷凝器的温度（℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。 按下式确定： 选用立式壳管式冷凝器=+（2~4）=31.2+3=34.2℃ 注意：一般不超过35℃。 系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为 ℃ 式中——冷凝温度（℃）。 ②、蒸发温度（）的确定 蒸发温度是制冷剂液体在蒸发器中汽化时的温度。蒸发温度的高低取决于被冷却物体的温度及传热温差，而传热温差与所采用的载冷剂（冷媒）有关。 系统以水为载冷剂，其传热温差为℃，即 ℃ 式中——载冷剂的温度（℃）。 一般对于冷却淡水和盐水的蒸发器，其传热温差取=5℃。

智能电机转速控制显示系统设计

电子技术课程设计 题目：智能电机转速控制显示系统设计 学院计算机与通信工程学院 专业 学号 姓名Lei Ke 指导老师leike

摘要 当今社会，电动机在工农业生产与人们日常生活中都起着十分重要的作用。直流电机作为最常见的一种电机，具有非常优秀的线性机械特性、较宽的调速范围、良好的起动性以及简单的控制电路等优点，因此在社会的各个领域中都得到了广泛的应用。我希望通过对电子电路设计及制作课程设计等环节，力求达到以下作用和目的：即进一步掌握模拟数字电子技术的理论知识，培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高对电子电路的设计和实验能力；熟悉并学会使用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定基础。 以下设计是以单片机为核心设计一个电动机转速测定以及数据显示系统，要求对转速范围在0—166r/min的直流调速电动机进行测量并显示，转速数据显示精度要达到转速个位数和加速、减速、定速、电机正转和反转的实时控制。本设计使用12V直流电机，将直流电机测速装置产生的脉冲信号输入到单片机外部中断0口，单片机工作在内部定时器工作方式0，对周期信号进行计数，调用计算公式计算出每秒的转速。调用显示程序在数码管上，其主要内容是单片机部分主要完成转速的测量，数码管显示部分主要把转速显示出来，显示范围在0—166r/min之间。 关键词：直流电机单片机转速控制数据显示

目录 摘要 (2) 目录 (3) 1.引言 (4) 2总体设计 (5) 2.1基本原理 (5) 2.2系统总体框图及设计思路 (6) 3.详细设计 (6) 3.1 硬件设计 (7) 3.2 软件设计. (8) 3.2.1程序设计思路 (8) 3.2.2 程序流程图 (9) 3.2.3 程序代码 (11)

基于STM的直流电机PID调速系统设计

《电气控制技术》 研究生课程设计报告题目基于STM32的直流电机PID调速系统 学院机械与汽车工程学院 专业班级车辆工程 学号 学生姓名李跃轩 指导教师康敏 完成日期2017年01月03日 目录 1.绪论 ............................................................................................. 错误!未指定书签。 2.设计方案 ..................................................................................... 错误!未指定书签。3．系统硬件电路设计 .................................................................. 错误!未指定书签。 3.1整体电路设计 ....................................................................... 错误!未指定书签。 3.2最小单片机系统设计 ........................................................... 错误!未指定书签。 复位电路 ................................................................................. 错误!未指定书签。 3.2.2电源电路......................................................................... 错误!未指定书签。 3.3电机驱动电路设计 ............................................................... 错误!未指定书签。 3.4光电码盘编码器电路设计 ................................................... 错误!未指定书签。 3.5显示电路设计 ....................................................................... 错误!未指定书签。 3.6按键电路设计 ....................................................................... 错误!未指定书签。 4.系统软件设计 ............................................................................. 错误!未指定书签。 4.1PID算法................................................................................. 错误!未指定书签。 4.2电机速度采集算法 ............................................................... 错误!未指定书签。 5.系统调试 ..................................................................................... 错误!未指定书签。

(徐性怡)电动汽车用电机控制系统设计方法与发展趋势介绍201310

电动汽车用电机及其控制系统的原理、 应用与发展趋势
徐性怡博士
上海大郡动力控制技术有限公司 2013年10月
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内容提要
1. 电动汽车发展前景、电机应用举例以及对 电机及其控制器的特殊要求 2. 电机驱动系统的基础技术介绍
? 电机 ? 电力电子控制器 ? 控制软件
3. 电机驱动系统设计要点与技术发展趋势
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中国电动汽车的发展前景
? 历史性机遇
– 汽车动力电气化已成为汽车技术发展的趋势 – “节能减排”的国策鼓励电动汽车及混合动力汽车的大发展
? 电动汽车发展所面临的挑战
– 电动汽车技术仍有待于完善，尤其是关键零部件如电池和 电机制约了电动汽车的发展进程； – 电动汽车市场受到产品可靠性、成本等因素的制约，需要 一段成长周期
? 市场将在未来3-5年逐步上量
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纯电动/混合动力系统实现方案
Battery IPU Battery
IPU
Mild HEV
IPU
ISG Battery
ISG
Trans.
Trans.
Traction Motor
Parallel HEV（Plug-in）
ISG
Battery
IPU
Trans.
Traction Motor
Trans. Traction Gear Box Motor
Series HEV/ Range Extended EV（Plug-in）
EV System
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空调用制冷技术课程设计

目录 目录 (1) 设计任务书 (2) 设计说明书 (3) 一、制冷机组的类型及条件 (3) 二、热力计算 (6) 三、制冷压缩机型号及台数的确定 (7) 四、冷凝器的选择计算 (8) 五、蒸发器的选择计算 (12) 六、冷却水系统的选择 (14) 七、冷冻水系统的选择 (14) 八、管径的确定 (14) 九、其它辅助设备的选择计算 (15) 十、制冷机组与管道的保温 (17) 十一、设备清单 (18) 十二、参考文献 (18)

空调用制冷技术课程设计任务书 一、课程设计题目：本市某空调用制冷机房 二、原始数据 1．制冷系统采用空冷式直接制冷，空调制冷量定为100KW。 2．制冷剂为：氨(R717)。 3．冷却水进出口温度为：28℃/31℃。 4．大连市空调设计干球温度为28.4℃，湿球温度为25℃。 三、设计内容 1．确定设计方案根据制冷剂为：氨(R717)确定制冷系统型式。 2．根据冷冻水、冷却水的要求和条件，确定制冷工况并用压焓图来表示。 3．确定压缩机型号、台数、校核制冷量等参数。 4．根据蒸发温度、冷凝温度选择蒸发器（卧式壳管）冷凝器（水冷或空冷），并做其中一个设备（蒸发器或冷凝器）的传热计算。 5．确定辅助设备并选型 6．编写课程设计说明书。

空调用制冷技术课程设计说明书 一、制冷机组的类型及条件 1、初参数 1）、制冷系统主要提供空调用冷冻水，供水与回水温度为：7℃/12℃，空调制冷量定为100KW 。 2）、制冷剂为：氨(R717)。 3）、冷却水进出口温度为：28℃/31℃。 4）、大连市空调设计干球温度为28.4℃，湿球温度为25℃。 2、确定制冷剂种类和系统形式 根据设计的要求，本制冷系统为100KW 的氨制冷系统，一般用于小型冷库，该制冷机房应设单独机房且远离被制冷建筑物。因为制冷总负荷为100KW,所以可选双螺杆制冷压缩机来满足制冷量要求（空气调节用制冷技术第四版中国建筑工业出版社P48）。冷却水系统选用冷却塔使用循环水，冷凝器使用立式壳管式冷凝器，蒸发器使用强制循环对流直接蒸发式空气冷却器（即末端制冷设备）。 3、确定制冷系统设计工况 确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。 确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。 ①、 冷凝温度（）的确定 从《制冷工程设计手册》中查到大连地区夏季室外平均每年不保证50h 的湿球温度（℃） C o s 25t 对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：

电机调速控制系统设计

一、问题描述 针对电机调速控制系统，设计计算机可实现的PID 控制器，利用simulink 平台实验研究，确定最佳的离散周期并给出实验结果分析和与连续PID 控制器的比较。离散控制器输出连续的受控过程时加零阶保持器。 有余力的同学可尝试设计最小拍无波纹控制器。 二、理论方法分析 离散控制系统所特有的一个参数就是采样周期。可以说离散控制系统的采样周期的选择的基本原则是活的最高的体统性能性价比。 由于采样周期的选择是众多因素的折中考虑，所以一般中有一些近似的计算公式和经验数值可以利用。 在PID 整定完的系统中，对于输入阶跃响应信号可以用两种方法计算出采样周期； ⑴考虑系统阶跃响应的上升时间r t ，则有采样周期24 r s r t T t ≤≤；r t 表示系统的反映速度。 ⑵知道系统是有自平衡的过程，采用过程时间常数 95T ，95T 定义为阶跃响应)(t y 从0变到95%)(∞y 的时间，它综合反映了过程的自平衡能力，其经验公式为 95 9517.007.0T T T s ≤≤。 三、实验设计与实现 搭建Simulink 图后，观测输出波形，发现，上升至95%所需时间约为0.268s

因为959517.007.0T T T s ≤≤。故取Ts 为0.02. 再搭建离散控制系统Simulink 图 四、实验结果与分析 PID 控制器与离散控制比较。见下图：

比较后发现：利用离散控制系统设计的系统性能指标能够达到PID所要求的水平。 五、结论与讨论 利用离散控制系统设计方法设计的离散控制系统与PID整定法设计的连续控制系统性能基本接近。 但在某些场合，特别是现代的工业过程控制中，利用数字电子元件设计的系统有诸多优势：例如方便与计算机相连，便于历史、实时数据存储和传输等 事后感： 由于这部分理论知识学习的不扎实，实验过程中似有“云里雾里”之感…… 参考文献： [1] 杨平等编著，自动控制原理实验与实践. 北京：中国电力出版社，2005 [2] 杨平等编著，自动控制原理理论篇. 北京：中国电力出版社，2009

课程设计报告直流电机调速系统(单片机)

专业课程设计 题目三 直流电动机测速系统设计 院系： 专业班级： 小组成员： 指导教师： 日期：

前言 1.题目要求 设计题目：直流电动机测速系统设计 描述：利用单片机设计直流电机测速系统 具体要求：8051单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。 元件：STC89C52、晶振（12MHz ）、小按键、ST151、数码管以及电阻电容等 2.组内分工 （1）负责软件及仿真调试：主要由完成 （2）负责电路焊接： 主要由完成 （3）撰写报告：主要由完成 3.总体设计方案 总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示: 单片机 PWM 电机驱动 数码管显示 按键控制

一、转速测量方法 转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法(如离心式转速表) 、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪) 以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。 对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种： ①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为 f x =Nt(1) ②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。 ③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。 电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是时基误差; 另一项是量化±1 误差。当时基误差小于量化±1 误差一个或两个数量级时,这时测量准确度主要由量化±1 误差来确定。对于测频率法,测量相对误差为： Er1 =测量误差值实际测量值×100 % =1N×100 % (2) 由此可见,被测信号频率越高, N 越大, Er1 就越小,所以测频率法适用于高频信号( 高转速信号) 的测量。对于测周期法,测量相对误差为： Er2 =测量误差值实际测量值×100 % =1m0×100 % (3) 对于给定的时钟脉冲fc , 当被测信号频率越低时,m0 越大, Er2 就越小,所以测周期法适用于低频信号( 低转速信号) 的测量。对于多周期测频法,测量相对误差为： Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2×100 % (4) 从上式可知,被测脉冲信号周期数m1 越大, m2 就越大,则测量精度就越高。

汽车空调制冷系统组成与工作原理教案-doc

复习旧课： 对上次课以提问的形式复习 1、影响蒸发的因素？ 2、影响液化的因素？ 新课引入： 主要以讲解方式 上一节我们讲了物质的基本状态参数，以及影响物质蒸发和液化的几个因素，这一节我们就来讲一下汽车空调中的常用制冷剂的种类特点以及制冷循环原理。 §1.1.4制冷剂 制冷剂是制冷循环当中传热的载体，通过状态变化吸收和放出热量，因此要求制冷剂在常温下很容易气化，加压后很容易液化，同时在状态变化时要尽可能多的吸收或放出热量（较大的气化或液化潜热）。同时制冷剂还应具备以下的性质： ·不易燃易爆； ·无毒； ·无腐蚀性； ·对环境无害。 制冷剂的英文名称为refrigerant，所以常用其头一个字母R来代表制冷剂，后面表示制冷剂名称，如R12、R22、R134a等。 过去常用的制冷剂是R12（又称为氟立昂）, 这种制冷剂各方面的性能都很好，但是有一个致命的缺点，就是对大气环境的破坏，它能够破坏大气中的臭氧层，使太阳的紫外线直接照射到地球，对植物和动物造成伤害。我国目前已停止生产用R12作为制冷剂的汽车空调系统。

R12的替代品目前汽车上广泛采用的是。R134a在大气压下的沸腾点为-26.9℃，在98kPa的压力下沸腾点为-10.6℃（图6-18）。如果在常温常压的情况下，将其释放，R134a便会立即吸收热量开始沸腾并转化为气体，对R134a加压后，它也很容易转化为液体。R134a的特性见图6-19。该曲线上方为气态，下方为液态，如果要使R134a从气态转变为液态，可以将低温度，也可以提高压力，反之亦然。 注意：R12和R134a两种制冷剂不可以互换使用。 §1.1.5 冷冻润滑油 在空调制冷系统中有相对运动的部件，需要对其润滑。由于制冷系统中的工作条件比较特殊，所以需要专门的润滑油——冷冻润滑油。冷冻润滑油除了起到润滑作用以外，还可以起到冷却、密封和降低机械噪音的作用。在制冷系统中的润滑油还有一个特殊的要求，就是要与制冷剂相容，并且随着制冷剂一起循环。因此在冷冻润滑油的选用上，一定要注意正确选用冷冻润滑油的型号，切不可乱用，否则将造成严重后果。 §1.2汽车空调暖风系统 作用：供暖、除霜、调节温湿度 汽车空调暖风系统是一种将空气送入加热器(又称为热交换器)，同时吸入某种热源的热量，以提高空气温度的装置。按使用热源的不同可分为发动机冷却液采暖系统、发动机废气采暖系统和独立热源式采暖系统。 1、发动机冷却液采暖系统采暖时，将送入加热器中的车外或车内空气，与升温后的发动机冷却液进行热交换，由电动鼓风机将升温的空气经出风口送入车内。冷却液通过热水阀流入加热器，散热后的冷却液再流回水泵参与循环。热水阀对通过加热器的水流量进行调节，而加热器则将冷却液的热量传给空气。鼓风机多为离心式叶片鼓风机，具有高、中、低三挡转速，可以调节换气强度，一般与空调制冷系统送风共用。这种采暖系统没有独立的

关于空调制冷系统设计的优化

关于空调制冷系统设计的优化 发表时间：2018-08-01T09:58:15.197Z 来源：《电力设备》2018年第11期作者：高威林伟雪杨伟基 [导读] 摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。 （珠海格力电器股份有限公司广东省珠海市 519100） 摘要：现代科技的发展，是人们的生活水平有了质的飞跃，人们对生活要求也在不断提高，空调作为保证人们舒适度的重要工具，对其制冷系统设计要求也在不断提高。空调制冷设计已经不在局限于初始阶段的了解，而是对其系统功能更加深入的设计，为空调制冷系统技术设计提供指导。 关键词：空调；制冷；系统化；优化 前言 随着国内经济建设的发展，空调制冷系统应用场合也不断扩展，大量运用在工业、民用项目中。空调制冷系统的设计有了很大的进步，其应用技术要求也在不断提高。这对广大暖通工程师提出了更高的要求，仅仅局限于对系统或设备的简单了解，并不一定能保证整个制冷系统稳定、高效和安全运转。笔者结合多年的设计、施工安装和后期运行经验，以及同业项目信息的整理归纳，现将空调制冷系统设计和运行中可能会发生的部分问题进行总结分析。 一、室外低温环境下冷却系统运行设计方案 冷却系统是大多数农业与工业项目生产运行的辅助系统，制冷系统在使用过程中具有周期性长，一年四季均可使用，不受气候的影响等特点。而且，制冷系统具有变化波动较小的负荷侧制冷负荷，主要的设备具有耐用性好，不易出现故障，备用性能优良等优点。在冷却系统的设计过程中，设计人员要重点提高其运行效率，减少能源消耗，增强其适应外界环境的能力，提高系统的应急反应系统设置。其中，在冷却系统设计过程中，需要考虑的因素很多，其中重点要考虑的因素是室外低温环境对冷却系统的影响。以东北地区为例，东北地区冬季的气温较低，制冷系统的设置安装主要用于产品的冷藏保鲜。在东北冬季温度下降到零下30摄氏度以下时，制冷系统依然要工作，这就存在一种满负荷情况下运行的状态。但是，在制冷系统进行设计时，并没有针对这种情况进行科学合理的设置，导致空调系统的室外冷却塔在低温环境下出现冰冻现象，设置系统中的冷却水温过低，在冰点之下，严重超出设计计算的范围，制冷系统因冷却塔无法正常工作而进入停止运行状态，系统发出警报。上述这种情况，如果能够在设计上进行科学合理的优化，不仅可以保证制冷系统正常运行，还能够减少能源消耗，提高制冷系统的运行效率。首先，在制冷系统中安装水气换热装置，通过密闭系统实现高效的水气换热，完成冷却载冷剂的工作。一般使用乙二醇水溶液作制冷剂，因为其凝固点较低，所以可以在低温环境下避免冷却塔冰冻。其次，使用高效密闭循环系统，不仅能够及时有效的补充损耗的水，还能够保证水循环系统的清洁，减少因杂质过多而导致的水循环硬化现象发生[1]。当室外温度较低时，乙二醇溶液不会因低温而结冰，可以保证系统管路通畅，保证制冷系统的稳定性与高效性。总而言之，制冷系统的设计与安装要结合实际的工作环境，针对特殊情况进行优化设计，保证空调制冷系统的正常运行，减少生产经营中不必要的经济损失。 二、注重膨胀水箱的计算，方便优化设计 对于空调系统膨胀水箱容积的计算，国内的设计手册给出了两种不同计算方法。将这两种计算方法运用于水冷式冷水系统或供暖系统，夏季冷水温度7℃，冬季热水温度60℃，其计算结果相差不大。但是对于冬冷、夏热区域的长江流域而言，很多项目采用了风冷热泵主机作为冷热源。此时系统管路里的水温最低为7℃（夏季冷水出水温度），最高达到45℃（冬季热水出水温度），两种方法的计算结果则可能偏差较大，下面将具体举例计算。 三、旁通清洗回路的设置 在空调制冷系统设计与安装的相关规定中表明，制冷系统工作过程中，冷却水及冷热水系统要进行冲洗排出污水的工作，排污工作后要进行检测，当检测符合标准后还要进行2小时循环运行，而且要保证系统中水质正常后方可进行正常使用。但是，在实际的设计与安装过程中，一些制冷系统管道与换热器中会出现焊接时掉下的残渣或其他异物，对系统的正常使用造成一定的不良影响。本文作者在研究这类问题时发现，这些水循环系统缺少完善的旁通清洗回路装置，不能够及时有效的进行系统中污物的排出[2]。因此，在优化空调制冷系统设计过程中，要在制冷系统水管前面增加一个旁路清洗回路装置，实现空调系统安装时排出系统内污物，加强系统维护与保养工作，延长空调系统的使用寿命，保证空调的制冷效果。 四、空调制冷系统优化设计 第一，空调制冷系统优化的内容在产品设计的过程中，可以使用很多种方法将其中的参数问题或者是结构上的问题进行解决，但是在生产的过程中最好的也是最能够使用在产品生产中的方案只有一个，就是将这个方案进行确定的过程我们将其优化，一般表现为提高空调的功能效果、降低能耗、减小噪音，对空调的外形进行优化、降低生产成本等方面，这些都是优化设计要考虑的问题，我们可以从这些优化设计的内容中了解到，对空调制冷系统进行优化设计重点在于提高空调设备的运行效率、节能降耗，提升空调企业的经济效益，让企业得到更好的发展。第二，对空调制冷系统进行优化设计的任务通过对空调系统进行优化设计，可以将空调的一些性能、参数进行提升，让空调的性能更加的安全、经济，让空调的市场竞争力得到提升。对空调进行制冷系统优化设计中最重要的是按空调的型号，对整个空调技术参数进行确定，有详细的技术规范，将各个部件的技术指标进行明确。比如说：空调压缩机的型号。空调中的冷凝器、蒸发器，还有一些结构上的参数，比如说，使用的制冷剂的流动方向、传热管的大小，空调叶片的形状、距离等。空调循环风量大小的指标，比如说将空调电机的转速、功率等参数进行优化设计等等。对空调的制冷系统进行优化设计时为了减少资源的浪费，降低空调的能耗，提高资源的利用率。 五、以最大电流值为标准的冷风机组配电容量的设计 目前，我国各种类型的电气设备配电设计过程中，主要根据额定电流来确定设备的最大线径，以额定电流当作电气设备的运行电流。因此，设计与安装人员在完成设计时，电气工程人员只可能得到作为电气设备选择性型号的标准情况下的额定量流量。空调制冷系统中的冷水系统中的所有设备受温度变化的影响较小，实际运行的电流与标准情况下基本相同，系统的供电容量变化也相对较小，这样的情况下不容易产生设备故障。空调制冷系统中的风冷系统与冷水系统相比，其局限性比较大，受外界温度影响较大，随着温度的变化而变化。一般来说，风冷机组虽外界温度升高而耗电量增加，随着温度下降而耗电量降低。当空调制冷机组采用的是空气或冷却水系统时，其运行环

直流电动机调速系统设计方案

课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 直流电动机调速系统设计 初始条件： 采用MC787组成触发系统，对三相全控桥式整流电路进行触发，通过改变直流电动机电压来调节转速。 要求完成的主要任务: （1）设计出三相全控桥式整流电路拓扑结构； （2）设计出触发系统和功率放大电路； （3）采用开环控制、转速单闭环控制、转速外环+电流内环控制。 (4) 器件选择：晶闸管选择、晶闸管串联、并联参数选择、平波和均衡电抗 器选择、晶闸管保护设计 参考文献： [1] 周渊深.《电力电子技术与MATLAB仿真》.北京：中国电力出版社， 2005:41-49、105-114 时间安排： 2011年12月5日至2011年12月14日，历时一周半，具体进度安排见下表 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 1概述 0 2转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性 0 2.1转速、电流双闭环直流调速系统的组成 0 2.2 稳态结构框图和静特性 (1) 3双闭环直流调速系统的数学模型与动态过程分析 (2) 3.1双闭环直流调速系统的动态数学模型 (2) 3.2双闭环直流调速系统的动态过程分析 (3) 4转速电流双闭环直流调速系统调节器的工程设计 (5) 4.1转速和电流两个调节器的作用 (5) 4.2调节器的工程设计方法 (5) 4.2.1设计的基本思路 (6) 4.3 触发电路及晶闸管整流保护电路设计 (6) 4.3.1触发电路 (6) 4.3.2整流保护电路 (7) 4.3.2.1 过电压保护和du/dt限制 (7) 4.3.2.2 过电流保护和di/dt限制 (8) 4.4 器件选择与计算 (8) 5心得体会 (13) 参考文献 (14) 附录：电路原理图 (15)

单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》

单片机原理及应用课程设计报告设计题目： 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录

设计题目：PWM直流电机调速系统 本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。 关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；波形；LED显示器；51单片机 1 设计要求及主要技术指标： 基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。 设计要求 （1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。 （2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。 （3）设计一个4个按键的键盘。 K1:“启动/停止”。 K2：“正转/反转”。 K3：“加速”。 K4:“减速”。 （4）手动控制。在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。在

手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。 （5）*测量并在LED显示器上显示电动机转速（rpm）. （6）实现数字PID调速功能。 主要技术指标 (1）参考L298说明书，在系统中扩展直流电动机控制驱动电路。 (2)使用定时器产生可控PWM波，定时时间建议为250us。 (3）编写键盘控制程序，实现转向控制，并通过调整PWM波占空比，实现调速； (4）参考Protuse仿真效果图：图（1） 图（1） 2 设计过程 本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。 本设计以控制驱动电路L298为核心，L298是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。 本设计以AT89C52单片机为核心，如下图（2），AT89C52是一个低电压，高性能 8位，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（），器件采用的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 图（2） 对直流电机转速的控制即可采用开环控制,也可采用闭环控制。与开环控制相比,速度控制闭环系统的机械特性有以下优越性：闭环系统的机械特性与开环系统机械特性相比,其性能大大提高;理想空载转速相同时,闭环系统的静差（额定负载时电机转速降落与理想空载转速之比）要小得多;当要求的静差率相同时, 闭环调速系统的调速范

一种新型电机自动控制系统调节器——典型Ⅲ型系统及其优化设计

一种新型电机自动控制系统调节器###典型*型系统及其优化设计 ! 卢健康!杨立华!高扬!史仪凯 "西北工业大学机电学院!陕西西安Z$&&Z)# 摘要!针对电机控制系统的设计方法!提出一种典型*型系统"经过理论研究和大量的数字仿真与计算机辅助分析!在保证系统稳定的条件下!依据*?A C 6及+H A C 6准则得出了该典型*型系统的优化设计方法!避免了$型系统加速度输入的稳态误差问题!同时获得良好的系统性能"可作为现有控制系统调节器的工程设计方法之扩展" 关键词!典型*型系统#优化设计#调节器 中图分类号!’($$++文献标识码!,++文章编号!$&&$-.//$")&&0#$$-$%)-. 7E #:L #B’4(&)01#2%B*J#&");+)0J)&)0K )*&0)4$52&#-0!53%.(4*$ 52&#-(*;%&2?3&%-(41#2%B*U 1_C =6P=67!c ,2C B 4J 5B 85I 6?A 9E C D =J 8C A ?J =B C 568=6M D 5A R L?B 9E =C M9M =6=J K 898!=65LB C A =J M98C 76A 9B 45M 5I B 49B K LC D =J *8K 8B 9A@=8I 5?6MO ’5968?E 9B 498K 8B 9A /88B =GC J C B K !B 4C 8A 9B 45M @=89M?D 9M G=89M 56B 49;*?/!;+H /A C 6C A ?ALE C 6D C LJ 98O ’49A 9B 45M D =6=N 5C M B 498B =GJ 99E E 5E 5I B K LC D =J $8K 8B 9A@4C J 9B 49C 6L?B C 6R D J ?M98=D D 9J 9E =B 9M 9J 9A 96B !=6M E 9D 9C N 9=LE 9I 9E =GJ 9L9E I 5E A =6D 9O H B D =6G9?89M =8=69X B 968C 56B 5B 49E 97?J =B 5E /8967C 699E C 67M98C 76A 9B 45MO 9#5:)0;2&’K LC D =J *8 K 8B 9A #;LB C A =J M98C 76#V 97?J =B 5E !"引言 目前电机控制系统的设计中!常采用调节器的 +工程设计方法,($)!作为运动控制系统中的基本设计方法!长期以来!该方法以其简便’实用和有效性在电力拖动自动控制系统的优化设计中得到广泛应用"然而!由于它只含有典型H 型与典型$型两种典型系统!不适于设计稳态误差度要求较高的系统!如输入信号中含有与时间的平方成正比的成份时!只有设计成*型系统!才能使稳态误差为零"而一般认为*型及*型以上系统很难稳定!所以通常只将系统设计成H 型或$型($!))"为了解决工程设计方法存在的上述问题!本文提出一种典型*型系统"文中不仅解决了它的稳定性问题!而且沿用典型$型系统的优化设计思路!得出了这种典型*型系统的优化设计方法!可作为现有调节器的工程设计方法之扩展" #"系统的结构及其稳定判据 具有单位反馈结构的典型*型系统的开环传递函数为 A &$ B %h ;5$"$B ^$%$")B ^$%B . $5B ^$% $$%式中&B 为复变量!时间常数5为被控对象的固有参数!;5是开环放大系数!它为系统中的可变参数!"$与")这两个时间常数可能都是可变参数!也可能都是固有参数或其中一个可以改变!因系统的具体组成而异"为了分析方便!作如下变量代换& 令H h 5B !则A &$B %可变换为A &$B %h A $H %h ;$5$H ^$%$5)H ^$%H . $H ^$%$)%式中&;h ;55. !5$h "$45!5)h ")4 5$.% 上述变量代换的意义是以系统的固有参数5为时间基准来分析设计!求出相对参数;’5$’5)后再按式$.%求出实际参数"所以!依据式$)%得出的具有时间量纲的指标$例如调节时间+H 等%!只是无量纲的相对指标!须乘以5后才是实际的时域指标#同理!具有频率量纲的指标$例如截止频率0) %!须除以5后才是实际的频域指标"典型*型系统的闭环传递函数是& A )$$H %h 7)H ) ^7$H ^$H *4;^H .4;^7)H ) ^7$H ^$$*%其中&7$h 5$^5)!7)h 5$5)$%% 根据四阶系统的劳斯判据!可得出使系统稳定的 充要条件& ;i &!7)i 7$i &且;$7)-7$%7$i $$0% 由于实际系统中5$’5)一般为正数!故要满足 条件7)i 7$i &必须满足5$i $!5)i $!此时!条件7)i 7$i &成为7)i 7$i )当5$i )且5)i )时!7)i 7$i )必定满足!所以!5$i )且5)i )与;$7)-7$%7$i $这两个条件可作为使系统稳定的充分条件" * =H <*$机床与液压%)&&0O 25O $$! 基金项目 !国家自然科学基金资助项目$%&)Z%$)%%万方数据