轨道交通电磁兼容：直流伺服系统设计与控制

"该资源是一份青岛科技大学的本科课程设计报告，主要探讨了轨道交通中机车车辆设备的电磁兼容设计要求，以及一个基于MATLAB的伺服控制系统设计，用于直流电机的位置联动控制。报告详细介绍了设计任务、内容和要求，包括电流、转速和位置反馈的参数设定，并给出了软件设计与实现的过程。" 设计要求-gb∕t 24338.4-2018 轨道交通 电磁兼容 第3-2部分：机车车辆 设备这部分主要关注的是轨道交通设备的电磁兼容性标准，特别是对于机车车辆的设备。电磁兼容性（EMC）是确保设备在复杂的电磁环境中能够正常运行的关键因素。设计要求主要包括电流超调、转速超调、反馈系数和滤波时间常数的限制，这些指标直接影响到设备的稳定性和效率。 1. 电流超调：δ%≤5%，这个指标限制了电机启动或负载变化时电流的瞬态波动，确保系统的动态响应不会过于剧烈，减少潜在的电气损坏风险。 2. 空载起动到额定转速时的转速超调量：δ%≤10%，这个要求控制了电机从静止到满速运行时的转速波动，保证了速度控制的精度和稳定性。 3. 电流反馈系数（β）和转速反馈系数（α）分别设定为0.05 V*min/r和0.00667 V*min/r，这些系数是控制系统的比例因子，用于调整反馈回路的增益，确保电流和转速的精确控制。 4. 电流反馈滤波时间常数（Toi）、转速反馈滤波时间常数（Ton）和位置反馈滤波时间常数（Top）分别设定为0.002s、0.01s和0.01s，这些时间常数用于滤除噪声和改善控制系统的响应特性。 伺服控制部分涉及使用MATLAB进行伺服系统的建模和控制。报告中提到，设计了两套伺服系统，用于两台电机的联动控制，实现二维平面上曲线的实时跟踪。这可能涉及到位置伺服控制技术，如PID控制器，以实现高精度的位置追踪。 报告的其余部分详细阐述了伺服控制系统的构成，包括电流环、转速环和位置环的设计，以及电机模型和电力电子变换器模型的建立。软件设计部分则涵盖了给定信号的生成、双电机总体模型的构建、仿真结果的分析以及位置信号的实时比较，旨在优化系统的动态和静态性能，减少超调并缩短响应时间。 这份设计报告深入探讨了轨道交通设备的电磁兼容性标准，并展示了如何利用MATLAB设计一套针对直流电机的伺服控制系统，以满足高精度位置控制的需求。这样的系统对于提升轨道交通设备的自动化水平和运行效率具有重要意义。