转速电流双闭环直流调速系统实训设计说明
实验二转速电流双闭环直流调速系统

实验二 转速、电流双闭环直流调速系统一、实验目的1.了解转速、电流双闭环直流调速系统的组成。
2.掌握双闭环直流调速系统的调试步骤,方法及参数的整定. 3.测定双闭环直流调速系统的静态和动态性能及其指标. 4.了解调节器参数对系统动态性能的影响。
二、实验系统组成及工作原理双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制,由于调速系统调节的主要参量是转速,故转速环作为主环放在外面,而电流环作为副环放在里面,可以及时抑制电网电压扰动对转速的影响。
实际系统的组成如实验图2-1所示.实验图2—1 转速、电流双闭环直流调速系统主电路采用三相桥式全控整流电路供电。
系统工作时,首先给电动机加上额定励磁,改变转速给定电压*nU 可方便地调节电动机的转速.速度调节器ASR 、电流调节器ACR 均设有限幅电路,ASR 的输出*i U 作为ACR 的给定,利用ASR 的输出限幅*im U 起限制起动电流的作用;ACR 的输出c U 作为触发器TG 的移相控制电压,利用ACR 的输出限幅cm U 起限制αmin 的作用。
当突加给定电压*n U 时,ASR 立即达到饱和输出*im U ,使电动机以限定的最大电流I dm 加速起动,直到电动机转速达到给定转速(即*n n U U )并出现超调,使ASR 退出饱和,最后稳定运行在给定转速(或略低于给定转速)上。
三、实验设备及仪器 1。
主控制屏NMCL-322。
直流电动机—负载直流发电机-测速发电机组 3. NMCL -18挂箱、NMCL —333挂箱及电阻箱 4。
双踪示波器 5.万用表四、实验内容1。
调整触发单元并确定其起始移相控制角,检查和调整ASR 、ACR,整定其输出正负限幅值。
2。
测定电流反馈系数β和转速反馈系数α,整定过电流保护动作值。
3。
研究电流环和转速环的动态特性,将系统调整到可能的最佳状态,画出)(t f I d =和)(t f n =的波形,并估算系统的动态性能指标(包括跟随性能和抗扰性能)。
实验二 转速、电流双闭环直流调速系统

实验二 转速、电流双闭环直流调速系统一.实验系统原理图:直流电机主回路二.实验内容及步骤: 1. 脉冲触发单元零位整定:(同实验一)。
2.电流环调试:1) 电流调节器ACR 的限幅整定:(不加强电)g u cu PI调电流调节器ACR 的RP1,使触发角︒︒=30~15α2)电流反馈系数β整定及反馈极性判定:开环,g c u u +→ 不加励磁,Rm 最大,负载开路。
合上强电后,增加g u ,使1.1Id A =,调整FBC 的RP1,使电流反馈*5i im U U V ==。
此时,UiIdβ=。
判定0Ui >。
3)电流闭环运行(接入Rm ):g u -cu PIiu +不加励磁,合上强电。
增大g u -,使 1.0Id A =,调Rm ,Id 应不变。
3. 转速环调试:1) 转速调节器ASR 的输出限幅整定:(不加强电)g u*i u PI-ASR 接成PI 调节器,不通强电。
正给定u g +接ASR 的输入端, 用万用表测量ASR 的输出:调ASR 的电位器RP2(对应负输出),使*5i u V =-。
2) 转速反馈系数α整定及极性判定:u g + -> u c ,开环运行,加强电,加励磁,Rm 最大。
调正给定u g ,开环运行至min /1500r n =。
调转速反馈单元FBS 中的电位器RP,使转速反馈电压5n u V =-(用万用表测量)。
由于ASR 、ACR 是反相器,故双闭环时转速反馈电压端极性应取负。
4. 系统双闭环调试:按原理图双闭环接线,检查无误后,合强电,测机械静特性。
(方法步骤同实验一)。
5. 突加给定,观察转速和电流的波形:在4.基础上,空载1400/min n r =,将给定打至零,再突加给定,用慢扫描示波器观察转速和电流的波形。
直流双闭环调速系统电路设计说明

目录1设计方案分析 (2)2 直流双闭环调速系统电路设计 (3)2.1 晶闸管—电动机(V-M系统)主电路的设计 (3)2.2稳态结构图与参数 (3)2.3动态结构图 (4)2.4 转速、电流调节器的设计 (5)2.4.1 电流调节器的设计 (5)2.4.2 转速调节器的设计 (7)3 MTALAB仿真 (9)3.1仿真模型设计 (9)3.2仿真结果分析 (9)3.2.1稳定运行时的仿真结果 (9)3.2.2稳定运行时负载变化和磁场减半的仿真 (11)4 小结体会 (13)参考文献 (14)附录(一)双闭环直流调速系统仿真模型 (15)双闭环调速系统设计及变负载扰动磁场突然减半MATLAB仿真1设计方案分析转速、直流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能最优良,应用最广的直流调速系统。
直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流, 即分别引入转速负反馈和电流负反馈。
其中转速调节器是调速系统的主导调节器,它的作用主要有一下三点。
(1)它使转速n很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。
(2)对负载变化起抗扰动作用。
(3)其输出限幅值决定电动机允许的最大电流。
电流调节器作为内环的调节器,在转速外环的调节过程中,它的作用主要有以下四点。
(1)电流紧紧跟随其给定电压变化。
(2)对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
(3)在转速动态过程中,保证获得点动机允许的最大电流,从而加快动态过程。
(4)当电动机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。
下图转速、电流反馈控制直流调速调速系统的原理图。
图1 转速电流反馈控制直流调速系统原理图为使转速和电流两种负反馈分别起作用,引入的转速负反馈和电流负反馈的调节环节之间实行嵌套连接,把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,在用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE 。
转速电流双闭环调速实验报告

转速、电流双闭环调速系统的工程设计直流电动机在启动阶段,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值,直流电动机以最大电流恒流加速启动。
电动机的最大电流(堵转电流)可以通过调整速度调节器输出限制的幅值来改变。
在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。
对于负载引起的转速波动,速度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器来修正触发器的移相电压,使整流桥输出的直流电压相应变化,从而校正和补偿电动机的转速偏差。
另外电流调节器的小时间常数, 还能够对因电网波动引起的电动机电枢电流的变化进行快速调节,可以在电动机转速还未来得及发生改变时,迅速调整电流恢复到原来值,从而使直流电动机更好地在稳定转速下运行。
转速调节器是调速系统的主导调节器,它使直流电动机转速很快地跟随给定电压变化,而在电机稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。
转速调节器对负载变化起抗扰作用,其输出限幅值决定电机允许的最大电流值。
电流调节器作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,使电流紧紧跟随其给定电压变化,及时抗扰。
在直流电动机转子转速动态过程中,电流调节器可以保证获得电机允许的最大电流,从而加快动态过程。
当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。
设计内容设计要求双闭环总设计在设计双闭环调速系统时,一般是先内环后外环,调节器的结构和参数取决于稳态精度和动态校正的要求,双闭环调速系统动态校正的设计与调试都是按先内环后外环的顺序进行,在动态过程中可以认为外环对内环几乎无影响,而内环则是外环的一个组成环节。
对已知系统的固有特性做恰当的变换和近似处理,以简化调节器结构。
根据具体情况选定预期特性,即典型Ⅰ系统或典型Ⅱ系统,并按照零极点相消的原则,确定串联调节器的类型。
双闭环直流调速系统实验

实验一 实验二 实验三 实验四 实验五实验五实验五 双闭环直流调速系统实验双闭环直流调速系统实验一.实验目的一.实验目的⒈ 熟悉双闭环直流调速系统的组成、工作原理、调试方法。
⒉ 了解双闭环直流调速系统的静态和动态特性。
二.实验设备二.实验设备⒈ MCL –⒈ MCL – 31 31 31 低压控制电路及仪表。
低压控制电路及仪表。
低压控制电路及仪表。
⒉ MCL –⒉ MCL – 32 32 32 电源控制屏。
电源控制屏。
电源控制屏。
⒊ MCL –⒊ MCL – 33 33 33 触发电路及晶闸管主回路。
触发电路及晶闸管主回路。
触发电路及晶闸管主回路。
⒋ MEL –⒋ MEL – 0303 03 三相可调电阻器。
三相可调电阻器。
三相可调电阻器。
⒌ MEL –⒌ MEL – 11 11 11 电容箱。
电容箱。
电容箱。
⒍ 直流电动机–发电机–测速机组。
⒍ 直流电动机–发电机–测速机组。
⒎ 万用表。
⒎ 万用表。
⒏ 双踪示波器。
⒏ 双踪示波器。
三.三. 实验原理实验原理在双闭环直流调速系统中设置了两个调节器,转速调节器的输出当作电流调节器的输入,电流调节器的输出控制晶闸管整流器的 触发装置。
触发装置。
电流调节器在里面称作内环,转速调节器在外面称作外环,这样就形成转速、电流双闭环调速系统。
双闭环直流调速系统原理图如下图所示。
速系统原理图如下图所示。
为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器都采用采用 PI PI PI 调节器。
转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速跟随其给定电压变调节器。
转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速跟随其给定电压变化,稳态时实现转速无静差,对负载变化起抗扰作用,其输出限幅值决定电机允许的最大电流。
最大电流。
电流调节器电流调节器 使 电流紧紧跟随其电流紧紧跟随其 给定电压变化,对电网电压的波动起及时抗扰作用,在 转速动态过程中能够获得电动机允许的最大电流,从而加快动态过程, 当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。
双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告

双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告一、系统结构设计双闭环直流调速系统由两个闭环控制组成,分别是速度子环和电流子环。
速度子环负责监测电机的转速,并根据设定值与实际转速的误差,输出电流指令给电流子环。
电流子环负责监测电机的电流,并根据电流指令与实际电流的误差,输出电压指令给电机驱动器,实现对电机转速的精确控制。
二、参数选择在进行双闭环直流调速系统的设计之前,需选择合适的控制参数。
根据实际的电机参数和转速要求,确定速度环和电流环的比例增益和积分时间常数等参数。
同时,还需根据电机的动态特性和负载特性,选取合适的速度和电流传感器。
三、控制策略速度子环采用PID控制器,通过计算速度误差、积分误差和微分误差,生成电流指令,并传递给电流子环。
电流子环也采用PID控制器,通过计算电流误差、积分误差和微分误差,生成电压指令,并输出给电机驱动器。
四、仿真实验为了验证双闭环直流调速系统的性能,进行了仿真实验。
首先,通过Matlab/Simulink建立双闭环直流调速系统的模型,并设置不同转速和负载条件,对系统进行仿真。
然后,通过调整控制参数,观察系统响应速度、稳定性和抗干扰性等指标的变化。
五、仿真结果分析根据仿真实验的结果可以看出,双闭环直流调速系统能够实现对电机转速的精确控制。
当系统负载发生变化时,速度子环能够快速调整电流指令,使电机转速保持稳定。
同时,电流子环能够根据速度子环的电流指令,快速调整电压指令,以满足实际转速的要求。
此外,通过调整控制参数,可以改善系统的响应速度和稳定性。
六、总结双闭环直流调速系统是一种高精度的电机调速方案,通过双重反馈控制实现对电机转速的精确控制。
本文介绍了该系统的设计与仿真实验,包括系统结构设计、参数选择、控制策略及仿真结果等。
仿真实验结果表明,双闭环直流调速系统具有良好的控制性能,能够满足实际转速的要求。
电流与转速双闭环直流调速系统的设计

一、调速系统总体设计双闭环直流调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流, 即分别引入转速负反馈和电流负反馈。
两者之间实行嵌套连接,且都带有输出限幅电路。
转速调节器ASR 的输出限幅电压*im U 决定了电流给定电压的最大值;电流调节器ACR 的输出限幅电压cm U 限制了电力电子变换器的最大输出电压dm U 。
由于调速系统的主要被控量是转速, 故把转速负反馈组成的环作为外环, 以保证电动机的转速准确跟随给定电压, 把由电流负反馈组成的环作为内环, 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 ,这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
图1-1 双闭环调速系统框图为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用PI 调节器。
这样构成的双闭环直流调速系统。
二、电流、转速调节器的设计转速、电流双闭环调速系统的动态结构图如图2-1所示:图2-1 双闭环直流调速系统动态结构图由于电流检测信号中常含有交流分量,为了不使它影响到调节器的输入,需T 加低通滤波。
这样的滤波传递函数可用一阶惯性环节来表示,其滤波时间常数oi 按需要选定,以滤平电流检测信号为准。
然而,在抑制交流分量的同时,滤波环节也延迟了反馈信号的作用,为了平衡这个延迟作用,在给定信号通道上加入一个等时间常数的惯性环节,称作给定滤波环节。
由测速发电机得到的转速反馈电T表示,根据和电流环一压含有换向纹波,因此也需要滤波,滤波时间常数用onT的给定滤波环节。
样的道理,在转速给定通道上也加入时间常数为on系统设计的一般原则是:先内环后外环。
在这里,首先设计电流调节器,然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器。
2.1电流调节器的设计1.电流环结构框图的化简在按动态性能设计电流环时,可以暂不考虑反电动势变化的动态影响,即 E≈0。
这时,电流环如图2-2所示。
转速电流双闭环直流调速系统设计

转速电流双闭环直流调速系统设计一、引言直流调速系统是控制直流电机转速的一种常用方法。
在实际应用中,为了提高系统性能,通常采用双闭环控制结构,即转速环和电流环。
转速环用于控制电机转速,电流环用于控制电机电流。
本文将对转速、电流双闭环直流调速系统进行详细设计。
二、转速环设计转速环的主要功能是通过控制电机的转矩来实现对转速的精确控制。
转速环设计步骤如下:1.系统建模:根据电机的特性曲线和转矩方程,建立电机数学模型。
通常采用转速-电压模型,即Tm=Kt*Ua-Kv*w。
2.设计转速环控制器:选择适当的控制器类型和参数,比如PID控制器。
根据电机数学模型,可以使用根轨迹法、频域法等进行控制器参数设计。
确定控制器增益Kp、Ki和Kd。
3.闭环仿真:使用仿真软件,进行闭环仿真,验证控制器的性能。
4.实际系统调试:将设计好的转速环控制器实施到实际系统中,进行调试和优化。
根据实际情况对控制器参数进行微调。
三、电流环设计电流环的主要功能是控制电机的电流,以确保电机输出的转矩能够满足转速环的要求。
电流环设计步骤如下:1.系统建模:根据电机的特性曲线和电流方程,建立电机数学模型。
通常采用电流-电压模型,即Ia=(Ua-R*Ia-Ke*w)/L。
2.设计电流环控制器:选择适当的控制器类型和参数,比如PID控制器。
根据电机数学模型,可以使用根轨迹法、频域法等进行控制器参数设计。
确定控制器增益Kp、Ki和Kd。
3.闭环仿真:使用仿真软件,进行闭环仿真,验证控制器的性能。
4.实际系统调试:将设计好的电流环控制器实施到实际系统中,进行调试和优化。
根据实际情况对控制器参数进行微调。
四、双闭环控制系统设计在转速环和电流环都设计好的基础上,将两个闭环控制器连接起来,形成双闭环控制系统。
具体步骤如下:1.控制系统结构设计:将电流环置于转速环的前端,形成串级控制结构。
2.系统建模:将转速环和电流环的数学模型进行串联,建立双闭环控制系统的数学模型。
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摘要电机自动控制系统广泛应用于机械,钢铁,矿山,冶金,化工,石油,纺织,军工等行业。
这些行业中绝大部分生产机械都采用电动机作原动机。
有效地控制电机,提高其运行性能,对国民经济具有十分重要的现实意义。
20世纪90年代前的大约50年的时间里,直流电动机几乎是唯一的一种能实现高性能拖动控制的电动机,直流电动机的定子磁场和转子磁场相互独立并且正交,为控制提供了便捷的方式,使得电动机具有优良的起动,制动和调速性能。
尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战,但至今直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。
因为它具有良好的线性特性,优异的控制性能,高效率等优点。
直流调速仍然是目前最可靠,精度最高的调速方法。
本次设计的主要任务就是应用自动控制理论和工程设计的方法对直流调速系统进行设计和控制,设计出能够达到性能指标要求的电力拖动系统的调节器,通过在DJDK-1型电力电子技术及电机控制试验装置上的调试,并应用MATLAB软件对设计的系统进行仿真和校正以达到满足控制指标的目的。
在转速闭环直流调速系统中,只有电流截止负反馈环节对电枢电流加以保护,缺少对电枢电流的精确控制,也就无法充分发挥直流伺服电动机的过载能力,因而也就达不到调速系统的快速起动和制动的效果。
通过在转速闭环直流调速系统的基础上增加电流闭环,即按照快速起动和制动的要求,实现对电枢电流的精确控制,实质上是在起动或制动过程的主要阶段,实现一种以电动机最大电磁力矩输出能力进行启动或制动的过程。
一、设计要求设一个转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H桥PWM方式驱动,已知电动机参数为:二、 电流环、转速环设计仿真过程双闭环直流调速系统的设计及其他多环控制系统的设计原则一样:先设计内环(即电流环),在将内环看成外环的一个环节,进而设计外环(即转速环)。
1. 稳态参数计算电流反馈系数:*im 10= 1.25/24nom U V A I βλ==⨯转速反馈系数:*nm 10=0.02min/500nom U V r I αλ==2. 电流环设计 1) 确定时间常数s 110.110T ms f kHz ===由电流滤波时间常数0.0002oi T s =,按电流环小时间常数环节的近似处理方法,取i 0.00010.00020.0003s oi T T T s =+=+=∑2) 选择电流调节器结构电流环可按典型Ⅰ型系统进行设计。
电流调节器选用PI 调节器,其传递函数为1(s)i ACR ii s G K sττ+= 3) 选择调节器参数超前时间常数: i 0.008l T s τ== 由于i 5%σ≤,故l 0.5iK T =∑故1l 0.50.51666.66670.0003i K s T -==≈∑电流调节器比例系数为:i 0.00881666.717.781.25 4.8i lS R K K K τβ⨯==⨯≈⨯ 4) 检验近似条件电流环的截止频率:11666.6667ci l w K s -==i. 近似条件一:113333.3333330.0001ci s w T =≈>⨯(满足近似条件) ii.近似条件二:3ci w =<(满足近似条件) iii.近似条件三:13ci =(满足近似条件)3. 转速环设计 1) 确定时间常数电流环等效时间常数:20.0006iTs =∑小时间常数近似处理:0.00060.0010.0016on iTT s +=+=∑2) 选择转速调节器结构由于转速稳态无静差要求,转速调节器中必须包含积分环节,又根据动态要求,应按典型Ⅱ型系统校正转速环,因此转速调节器应选择PI 调节器,其传递函数为:1()n ASR nn s G s K sττ+= 3) 选择调节器参数按跟随型和抗扰性能均比较好的原则,取h=5,则转速调节器的超前时间常数为:50.00160.008n nhTs τ==⨯=∑转速环开环增益:22222151468752250.0016N n h K s h T -++==≈⨯⨯∑于是,转速调节器比例系数为:(1)6 1.250.040.558.592250.0280.0016e m n n h C T K h RT βα+⨯⨯⨯==≈⨯⨯⨯⨯∑4) 校验近似条件转速环开环截止频率:11468750.008375Ncn N n K K s ωτω-===⨯≈i. 近似条件一:15cn iT ω>∑11666.67550.0003cn i T ω=≈>⨯∑(满足近似条件) ii.近似条件二:1132cn oni T T ω>∑1111430.333230.00060.001cn on i T T ω==>⨯∑(满足近似条件)三、 MATLAB 仿真1. 电流环仿真 1) 频域分析在matlab/simulink 中建立电流环动态结构图及校正成典型Ⅰ型系统的电流环开环动态结构图(如图1-1、1-2、所示),建模结果如下:2) 图1-1 经过小参数环节合并近似后的电流开环动态结构图3) 图1-2 未经过小参数环节合并近似处理的电流开环动态结构图命令窗口分别输入以下命令分别得到Bode图%MATLAB PRGRAM L584.Mn1=1.25*4.8;d1=[0.0003 1];s1=tf(n1,d1);n2=[0.008 1];d2=[0.008/17.78 0];s2=tf(n2,d2);n3=1/8;d3=[0.008 1];s3=tf(n3,d3);sys=s1*s2*s3;margin(sys);grid on和%MATLAB PRGRAM L582.Mn1=1;d1=[0.0002 1];s1=tf(n1,d1);n2=[0.008 1];d2=[0.008/17.78 0];s2=tf(n2,d2);n3=4.8;d3=[0.0001 1];s3=tf(n3,d3);n4=1/8;d4=[0.008 1];s4=tf(n4,d4);n5=1.25;d5=[1];s5=tf(n5,d5);n6=1;d6=[0.0002 1];s6=tf(n6,d6);sys=s1*s2*s3*s4*s5*s6;margin(sys);grid on得到频域分析曲线(如图1-3、1-4所示)图1-3 实际电流环开环bode图图1-4 小参数环节合并后电流环bode图比较上述两图,两条曲线基本吻合,对于一般机械系统,满足要求2)阶跃响应分析在matlab/simulink中建立电流环动态结构图及校正成典型Ⅰ型系统的电流环闭环动态结构图(如图1-5、1-6、所示),建模结果如下:图1-5 经过小参数环节合并近似后的电流闭环动态结构图图1-6 未经过小参数环节合并近似处理的电流闭环动态结构图命令窗口输入以下命令分别得到阶跃响应曲线%MATLAB PRGRAM L583.M/ L581.M[a1,b1,c1,d1]=linmod('flex3'/'flex1');s1=ss(a1,b1,c1,d1);step(s1)得到阶跃响应曲线(如图1-7、1-8所示)图1-7实际电流环阶跃响应仿真曲线图1-8 小参数环节合并后电流环阶跃响应仿真曲线通过两种增益条件下电流环阶跃响应曲线可以看出,小参数环节合并后的电流环阶跃响应仿真曲线与原曲线基本一致,且超调量略小,但达到平衡的时间较长。
尽管如此,不影响主要参数的条件(如超调量、上升时间等)。
通过仿真可知通过减小电流调节器的比例系数,可以做到电流没有超调量,但电流的上升速度和调节时间都要拖长一些。
考虑到双闭环调速系统的初衷,电流存在一些超调当然是可取的。
因为有利于电动机的加速,同时电动机又不会出现不良影响。
2.转速环仿真1)频域分析在matlab/simulink中建立转速环开环原动态结构图及转速环开环近似处理后动态结构图(如图2-1、2-2所示),建模结果如下:图2-1 转速环开环原simulink动态结构图图2-2 转速环开环近似处理后simulink动态结构图命令窗口输入以下命令分别得到Bode图%MATLAB PRGRAM L586.Mn1=1;d1=[0.0001 1];s1=tf(n1,d1);n2=[0.008 1];d2=[0.008/58.59 0];s2=tf(n2,d2);n3=1/1.25;d3=[0.0006 1];s3=tf(n3,d3);n4=8;d4=[0.02 0];s4=tf(n4,d4);n5=0.02;d5=[0.001 1];s5=tf(n5,d5);sys=s1*s2*s3*s4*s5;margin(sys);grid on和%MATLAB PRGRAM L588.Mn1=[0.008 1];d1=[0.008/58.59 0];s1=tf(n1,d1);n2=0.02/1.25;d2=[0.0016 1];s2=tf(n2,d2);n3=8;d3=[0.02 0];s3=tf(n3,d3);sys=s1*s2*s3;margin(sys);grid on得到频域分析曲线(如图2-3、2-4所示)图2-3 转速环开环频域响应仿真曲线(原)图2-4 转速环开环频域响应仿真曲线(近似处理后)比较两图,趋势基本一致。
曲线后一段的相位有较大的差异,可能是建模的不准确的原因。
2)阶跃响应分析在matlab/simulink中建立转速环闭环原动态结构图及转速环闭环近似处理后动态结构图(如图2-5、2-6所示),建模结果如下:图2-5 转速环闭环原simulink动态结构图图2-6 转速环闭环近似处理后simulink动态结构图命令窗口输入以下命令分别得到阶跃响应曲线%MATLAB PRGRAM L585.M/ L587.M[a1,b1,c1,d1]=linmod('flex5'/'flex7');s1=ss(a1,b1,c1,d1);step(s1)得到阶跃响应曲线(如图2-7、2-8所示)2-7 转速环闭环的单位阶跃响应曲线(原)2-8 转速环闭环的单位阶跃响应曲线(近似处理后)未经过小参数环节近似处理的转速环闭环单位阶跃响应的单位阶跃曲线与经过小参数环节的转速换闭环单位阶跃响应的单位阶跃曲线形状相似,但是纵坐标相差较大,可能原因是近似处理时某个放大环节被忽略,导致较大的差异。
四、双闭环直流调速系统(综合)的设计仿真转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统,是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础、具有调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点,广泛应用于冶金、建材、印刷、电缆、机床和矿山等行业,在拖动领域中发挥着极其重要的作用。