转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真课程设计

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1、 1 本本 科科 课课 程程 设设 计计 题目：题目：转速、 电流反馈控制直流调速系统的仿真 姓 名 学 院 专 业 电气工程及其自动化 年 级 学 号 指导教师 2013 年年 1 月月 11 日日 2 目 录 摘要3 一、设计的题目及任务3 （一）概述 错误错误!未定义书签。未定义书签。 （二）仿真题目 错误错误!未定义书签。未定义书签。 （三）要完成的任务 错误错误!未定义书签。未定义书签。 二、双闭环直流调速系统的组成4 三、MATLAB 计算、建立及仿真.5 一） 、设计思路.5 二）、电流调节器（内环）的设计.5 （一）电流环各个模块的参数设置 错误错误!未定义书签。未定义书签。

2、（二）电流环在不同参数时的仿真图形 .8 三）、转速调节器（外环）的设计.10 （一）转速环各个模块的参数设置11 （二）转速环的系统仿真12 四、小结与体会错错 误误!未定义书签。未定义书签。 参考文献错错 误误!未定义书签。未定义书签。 致 谢错错 误误!未定义书签。未定义书签。 3 4 转速、电流反馈控制直流调速系统仿真转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 摘要摘要 转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广泛的直流调速 系统，对于需要快速正、反转运行的调速系统，缩短起动、制动过程的时间成为提高生 产效率的关键。 为了使转速和电流两种负反馈分别起作用， 可在系统里设置两个

3、调节器， 组成串级控制。本文介绍了双闭环调速系统的基本原理，而且用 Simulink 对系统进行 仿真。 关键词关键词：双闭环调速、转速、电流、Simulink 一、一、 设计的题目及任务设计的题目及任务 （一）概述（一）概述 本次仿真设计需要用到的是 Simulink 仿真方法，Simulink 是 Matlab 最重要 的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境 中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的 系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、 灵活等优点，并基于以上优点 Simulink

4、已被广泛应用于控制理论和数字信号处理 的复杂仿真和设计。 （二）仿真题目（二）仿真题目 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统， 整流装置采用三相桥式电路， 基本数据如下： 直流电机参数为： 额定电压220V U ,额定电流136IA； 额定转速n1460rpm,0.132min/ e Vr C ， 允许过载倍数1.5； 晶闸管装置放大系数40 sK ； 电枢回路总电阻0.5 R ； 时间常数0.03 ,0.18 lm ss TT ； 电流反馈系数0.05/VA； 转速反馈系数=0.00666Vmin/r。 5 （三）要完成的任务（三）要完成的任务 1）用 MATLAB 建立电流环仿真模型； 2）分

5、析电流环不同参数下的仿真曲线； 3）用 MATLAB 建立转速环仿真模型； 4）分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线。 二、双闭环直流调速系统的组成二、双闭环直流调速系统的组成 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调 节转速和电流，二者之间实行串级连接，如图1所示，即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晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上 看，电流调节环在里面，叫做内环；转速环在外面，叫做外环。这样就形成了转速、电 流双闭环调速系统。 该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为

6、 校正装置既可以保证系统的稳态精度，使系统在稳态运行时得到无静差调速，又能提高 系统的稳定性；作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速 系统要求以稳和准为主，采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。 双闭环调速系统的结构图如： 图 1 转速、电流双闭环直流调速系统结构图 6 三、三、MATLABMATLAB 计算、建立及仿真计算、建立及仿真 一） 、设计思路一） 、设计思路 设计转速、电流反馈控制直流调速系统的原则是先内环后外环。 1、从电流环（内环）开始，对其进行必要的变换和近似处理，然后根据电流环的控 制要求确定把它校正成哪一类典型系统。 2、 再按照控制对象确定电流调节器的类型， 按动态性能指标要求确定电流调节器的 参数。 3、电流环设计完成后，把电流环等效成转速环（外环）中的一个环节，再用同样的 方法设计转速环。 二） 、电流调节器（内环）的设计二） 、电流调节