双闭环直流调速系统
双闭环直流调速系统特性与原理
双闭环直流调速系统特性与原理双闭环直流调速系统是一种用于控制直流电动机转速的调速系统。
它由两个闭环控制回路组成，分别是转速外环和电流内环。
其中，转速外环控制直流电机的转速，通过调节电压来控制直流电机的转矩；而电流内环则控制直流电机的电流，通过调节电压来控制直流电机的转矩。
1.稳定性：双闭环控制系统能够有效地控制直流电动机的转速和电流，使其在运行过程中保持稳定的转矩输出。
通过转速外环对转速进行控制，可以实现精确的转速调节；而电流内环则能够控制电机的电流，防止过载和短路等故障。
2.响应速度：双闭环控制系统的转速外环具有较快的响应速度，能够实现快速的转速调节。
而电流内环的响应速度则相对较慢，主要起到电机保护的作用。
3.鲁棒性：双闭环控制系统具有较好的鲁棒性，能够对外部干扰和参数变化具有一定的抗干扰能力。
通过合理的控制策略和参数调整，可以提高系统的鲁棒性。
1.转速外环控制原理：转速外环将输出电压与给定的转速进行比较，得到转速误差，并通过调节电压反馈回内环控制器中。
转速外环控制器通常采用PI控制器，根据转速误差和积分项来控制输出电压。
通过不断调节输出电压，使得转速误差趋于零，从而实现对直流电机转速的调节。
2.电流内环控制原理：电流内环控制器将输出电压与给定的电流进行比较，得到电流误差，并通过调节输出电压来控制电流。
电流内环控制器通常也采用PI控制器，根据电流误差和积分项来控制输出电压。
通过不断调节输出电压，使得电流误差趋于零，从而实现对直流电机电流的调节。
3.反馈信号处理：双闭环直流调速系统中，转速和电流测量信号需要经过滤波和放大等处理，以便传递给控制器进行计算。
滤波器通常采用低通滤波器，用于去除高频噪声，放大器则用于放大信号强度。
4.控制指令处理：由上位机或人机界面输入的控制指令需要经过处理，包括限幅、线性化等，以确保输入信号符合控制系统的要求。
处理后的指令将送入控制器，进行计算和控制输出电压。
通过双闭环直流调速系统的控制，可以实现对直流电机的转速和电流的精确调节，并具有较好的稳定性、响应速度和鲁棒性，广泛应用于工业自动化领域。
双闭环直流调速系统
综述采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统的动态性能就难以满足需要。
这主要是以为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。
为此本文提出一种将神经网络理论结合传统PID控制机理，构成单神经元PID控制器，并应用于直流调速系统。
通过在线边学习边控制的方式，解决了传统PID的不足，实现了调速系统的快速过程实时在线控制要求。
仿真结果表明，这控制方法具有良好的自适性，且系统鲁棒性优于传统双闭环控制。
1双闭环直流调速系统简介1.1 单闭环系统的劣势采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统（以下简称单闭环系统）可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统的动态性能就难以满足需要。
这主要是以为在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。
在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但是它只能在超过临界电流Idcr值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电机的动态波形。
带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统启动和转速波形如图1-1（a）所示，启动电流突破Idr以后，受电流负反馈的作用，电流只能升高一点，经过某一最大值Idr以后就降了下来，电机的电磁转矩也随之减小，因而加速过程必须延长。
对于经常正、反转的调速系统，例如龙门刨床，可逆轧钢机等，尽量缩短起制动过程的时间是提高生产效率的重要因素。
为此，在惦记最大准许电流和转矩受限制的条件下，应该充分利用电机的过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为准许最大值，使电力拖动系统以最大的加速度起动，到稳态转速时，立即让电流降下来，使转矩马上与负载平衡，从而转入稳态运行。
这样的理想起动过程波形如图1-1（b）所示，这时，起动电流是方形波，转速按线性增长。
双闭环直流调速系统ACR设计
双闭环直流调速系统ACR设计双闭环直流调速系统（ACR）是一种使用两个反馈环来控制直流电机转速的系统。
其中一个环，被称为速度环（内环），用来控制电机的速度；另一个环，被称为电流环（外环），用来控制电机的电流。
ACR系统能够提供更精确的转速控制，同时能够保护电机免受过流和过载的损坏。
ACR系统的设计首先需要确定控制器的参数。
其中，内环控制器的参数包括比例增益（Kp）和积分时间（Ti）；外环控制器的参数包括比例增益（Kp）和积分时间（Ti）。
这些参数需要根据实际系统的需求来选择，可以通过试验和调整来获得最佳参数。
在内环控制器中，比例增益决定了速度误差与输出调节器输入信号之间的比例关系，即输出调节器的输出值与速度误差的乘积。
积分时间决定了对速度误差的积分时间长度，即速度误差累计值。
在外环控制器中，比例增益决定了电流误差与输出调节器输入信号之间的比例关系，即输出调节器的输出值与电流误差的乘积。
积分时间决定了对电流误差的积分时间长度，即电流误差累计值。
ACR系统的设计还需要确定速度传感器和电流传感器的类型和位置。
速度传感器用于测量电机的转速，可以选择编码器、霍尔传感器等；电流传感器用于测量电机的电流，可以选择霍尔传感器、感应电流传感器等。
这些传感器需要合理安装在电机上，以确保准确测量电机的转速和电流。
在系统工作时，ACR系统通过测量电机的转速和电流，并与设定值进行比较，计算得到速度误差和电流误差。
然后，内环控制器根据速度误差来产生控制信号，控制电机的速度接近设定值；外环控制器根据电流误差来产生控制信号，控制电机的电流接近设定值。
这些控制信号通过功率放大器输出到电机，实现对电机速度和电流的控制。
ACR系统的设计需要考虑诸多因素，如电机的负载特性、速度和电流的响应时间、系统的稳定性等。
通过合理选择控制器的参数和传感器的类型和位置，采取适当的控制策略，可以实现高精度、高效率的直流电机调速系统。
双闭环直流调速系统工作原理
双闭环直流调速系统工作原理1.系统结构：双闭环直流调速系统主要由两个闭环控制组成，即速度内环和电流外环。
速度内环控制器接收速度设定值和速度反馈信号，通过计算得到电流设定值，并发送给电流外环控制器。
电流外环控制器接收电流设定值和电流反馈信号，通过计算得到电压设定值，并输出给电源控制器。
电源控制器接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压，以确保电机输出的电压和电流符合控制要求。
2.速度内环控制：速度内环控制器是实现速度调节的关键部分。
它通过比较速度设定值和速度反馈信号，得到速度差，然后根据速度差来调节电流设定值。
控制器根据速度差的大小来调整电流设定值的大小，如果速度差较大，则增大电流设定值；如果速度差较小，则减小电流设定值。
通过不断调整电流设定值，使得速度差逐渐减小，最终达到设定的速度。
3.电流外环控制：电流外环控制器是为了保证电流的稳定性而设置的闭环控制。
它接收电流设定值和电流反馈信号，通过比较二者的差异，计算得到电压设定值。
控制器根据电流设定值和电流反馈信号的差异来调整电压设定值的大小，如果电流差较大，则增大电压设定值；如果电流差较小，则减小电压设定值。
通过不断调整电压设定值，使得电流差逐渐减小，最终达到设定的电流。
4.电源控制：电源控制器是为了保证电机输出的电压和电流符合控制要求而设置的。
它接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压来实现电机的调速。
当电压设定值与电源反馈信号存在差异时，控制器会相应地改变电源输出电压，使得电机的电压和电源设定值尽可能接近。
通过不断调整电压输出，最终使得电机的电压和电流稳定在设定值。
5.系统优点：双闭环直流调速系统能够实现对电机的精确调节，具有较高的速度和电流控制精度。
通过速度内环和电流外环的联合控制，可以准确地调节电机的转速，并且能够自动调整输出电流，适应不同负载。
此外，该系统还具有较好的稳定性和抗干扰能力，在外界干扰较大时仍能保持较高的控制精度。
双闭环直流电动机调速系统
04
系统软件设计
控制算法设计
算法选择
算法实现
根据系统需求，选择合适的控制算法， 如PID控制、模糊控制等。
将控制算法用编程语言实现，并集成 到系统中。
算法参数整定
根据系统性能指标，对控制算法的参 数进行整定，以实现最优控制效果。
调节器设计
调节器类型选择
根据系统需求，选择合适 的调节器类型，如PI调节 器、PID调节器等。
在不同负载和干扰条件下测试系统的性能， 验证系统的鲁棒性。
06
结论与展望
工作总结
针对系统中的关键问题，如电流和速度的动态 调节、超调抑制等，进行了深入研究和改进。
针对实际应用中可能出现的各种干扰和不确定性因素 ，进行了充分的考虑和实验验证，提高了系统的鲁棒
性和适应性。
实现了双闭环直流电动机调速系统的优化设计 ，提高了系统的稳定性和动态响应性能。
通过对实验数据的分析和比较，验证了所设计的 双闭环直流电动机调速系统的可行性和优越性。
研究展望
进一步研究双闭环直流电动机 调速系统的控制策略，提高系
统的动态性能和稳定性。
针对实际应用中的复杂环境和 工况，开展更为广泛和深入的 实验研究，验证系统的可靠性
和实用性。
探索双闭环直流电动机调速系 统在智能制造、机器人等领域 的应用前景，为相关领域的发 展提供技术支持和解决方案。
功率驱动模块
总结词
控制直流电动机的启动、停止和方向。
详细描述
功率驱动模块是双闭环直流电动机调速系统的核心部分，负责控制直流电动机的启动、停止和方向。它通常 由电力电子器件（如晶体管、可控硅等）组成，通过控制电动机的输入电压或电流来实现对电动机的速度和 方向的控制。功率驱动模块还需要具备过流保护、过压保护和欠压保护等功能，以确保电动机和整个系统的
双闭环直流调速系统设计
双闭环直流调速系统设计1.电机数学模型的建立首先要建立电机的数学模型，这是设计双闭环直流调速系统的基础。
根据电机的参数和运动方程，可以得到电机的数学模型，一般为一组耦合的非线性微分方程。
2.速度内环设计速度内环负责实现期望速度的跟踪控制。
常用的设计方法是采用比例-积分(PID)控制器。
PID控制器的输出是速度的修正量，通过与期望速度相减得到速度误差，然后根据PID算法计算控制器输出。
PID控制器的参数调节是一个关键问题，可以通过试探法、经验法或优化算法等方法进行调节，以实现最佳的速度跟踪性能。
3.电流外环设计电流外环的作用是保证电机的电流输出与速度内环控制输出的一致性。
一般采用PI调节器进行设计。
PI调节器的参数通过试探法、经验法或优化算法等方法进行调节，以实现电流输出的稳定性。
4.稳定性分析与系统稳定控制设计好速度内环和电流外环后，需要对系统的稳定性进行分析。
稳定性分析可以通过线性化方法、根轨迹法、频率响应法等方法进行。
分析得到系统的自然频率、阻尼比等参数后，可以根据稳定性准则进行系统稳定控制。
常用的控制方法包括模型预测控制、广义预测控制、滑模控制等。
5.鲁棒性设计在双闭环直流调速系统设计中，鲁棒性是一个重要的指标。
通过引入鲁棒性设计方法，可以提高系统对参数扰动和外部干扰的抑制能力。
常用的鲁棒性设计方法包括H∞控制、μ合成控制等。
以上是双闭环直流调速系统设计的一般步骤，具体的设计过程可能因实际应用和控制要求的不同而有所差异。
设计双闭环直流调速系统需要深入了解电机的特性和系统的控制需求，综合运用控制理论和工程方法，通过模拟仿真和实验验证来不断调整和优化控制参数，以实现系统的高性能调速控制。
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。
第二章双闭环直流调速系统
•系统原理图
+
RP1 Un R0
-
R0
Ufn
-
Rn Cn
U+fi
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ASR
-
+
+
Ui
LM
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-
TA
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-
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+
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MM
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双闭环直流调速系统电路原理图
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调节器输出限幅值的整定
图中表出，两个调节器的输出都是带限 幅作用的。
（2） 转速调节器饱和
这时，ASR输出达到限幅值Uim ，转速外环呈 开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双 闭环系统变成一个电流无静差的单电流闭环调节 系统。稳态时
Id
Uim
Idm
式中，最大电流 Idm 是由设计者选定的，取决于 电机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速 度。
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2.2 双闭环调速系统的稳态结构图及其静特 性
为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图， 如下图。它可以很方便地根据上图的原理图画出来，只要注意用带限幅的输 出特性表示PI 调节器就可以了。分析静特性的关键是掌握这样的 PI 调节器 的稳态特征。
第29页/共199页
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1. 系统的组成
TA
L
内环
Un +-
Ufi
V
Ui ASR +
ACR Uc UPE
+
双闭环调速系统
双闭环系统的静特性
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特点:
• 1）n0-A
• ①系统处正常负载运行，ASR不饱和，起调节作用，达到转 速无静差，保证系统具有很硬的静特性;
• ②电流调节器起辅助调节作用，负载电流大小与电流给定值 成正比，两调节器输入偏差电压都为零，所以无静差
• 式中， n0---理想空载转速。
第十七页，课件共有22页
• ⑵第Ⅱ阶段：恒流升速阶段（t1~t2），即电动机保 持最大电流作等加速起动阶段 从电流升到最大值Idm开始，到转速升到给定值为 止，属于恒流升速阶段，是起动过程的主要阶段。 此时ASR一直是处于饱和状态的，转速环相当于 开环状态，系统表现为在恒值电流给定作用下的电流 调节系统，基本上保持电流Id恒定，电动机以恒定的 加速度上升，转速呈线性增长。与此同时，电动机的 反动势也按线性增长。对电流调节系统来说，这个 反电动势是一个线性渐增的扰动量，ACR起调节作 用，使Ucl和Ud0基本上按线性增长，保持Id恒定， 以克服这个扰动。
第二十一页，课件共有22页
• 三、双闭环调速系统的抗扰性能 1）抗负载的扰动 2）抗电网电压的扰动 综上所述，转速和电流两个闭环的作用以及双闭环调速
系统在起动过程的特点可归纳如下： 转速和电流两个闭环的作用：
（1）电流环的作用：在转速调节过程中，当负载变化时， 电动机电流Id跟随给定电压 变化。在起动过程中，电流环 又可限制起动电流，保证在允许最大电流下起动，实现准 时间最优控制，对于电网电压的扰动起到及时抗扰作用； 当电动机过载，甚至堵转时，限制电枢电流为Idm，并获 得理想下垂特性，从而起到快速安全保护作用。
第十三页，课件共有22页
§2-2 双闭环调速系统动态特性
双闭环直流调速系统(课程设计)
4•仿真实验95•仿真波形分析13三、心得体会14四、参考文献161•课题研究的意义从七十年代开始，由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。
双闭环直流调速系统就是一个典型的系统，该系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等。
直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。
就目前而言，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。
且直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。
所以加深直流电机控制原理理解有很重要的意义。
2•课题研究的背景电力电子技术是电机控制技术发展的最重要的助推器，电力电机技术的迅猛发展，促使了电机控制技术水平有了突破性的提高。
从20世纪60年代第一代电力电子器件-晶闸管(SCR)发明至今，已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件-GTR、GTO、MOSFET，第三代复合场控器件-IGBT、MCT等，如今正蓬勃发展的第四代产品-功率集成电路(PIC)。
每一代的电力电子元件也未停顿，多年来其结构、工艺不断改进，性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争，新的应用不断出现。
同时电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。
(3-16) 取：(3-17) ◎i=4.3%<5%，满足课题所给要求。
3.3速度调节器设计电流环等效时间常数1/K。
取KT乙=0.5,贝IJ：1二2X0.0067二0.0134K(3-15)转速滤波时间常数T on。
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实验二转速、电流双闭环直流调速系统一、实验目的1．熟悉“转速、电流双闭环直流调速系统”的组成及其工作原理。
2．熟悉“转速、电流双闭环直流调速系统”及其主要单元环节的调试。
3．分析、研究“转速、电流双闭环直流调速系统”的静特性及其特点。
4．分析、研究“转速、电流双闭环直流调速系统”在突加给定起动过渡过程曲线和系统在突加、突卸负载时的抗扰性以及参数对系统动态性能的影响。
二、实验内容1．系统的单元调试及静态参数的整定。
2．“转速、电流双闭环直流调速系统”的静特性测试。
3．“转速、电流双闭环直流调速系统”突加给定起动过渡过程研究。
4．“转速、电流双闭环直流调速系统”突加、突卸负载时的抗扰性研究。
三、实验设备与仪器1．综合实验台主体（主控箱）及其主控电路、转速变换（BS）、交直流电流变换（Bi、BC）等单元以及负载变阻箱（RLD）、平波电抗器、无源数显阻容箱（RC）等。
2．直流可逆调速挂箱（DS101）—— D101、D102单元。
3．给定及调节器挂箱（DS301）—— D301、D304、D305单元。
4．直流电动机、发电机机组5．慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器6．微机及打印机（存储、演示、打印实验波形，可无，但相应内容省略）。
四、实验电路的组成“转速、电流双闭环系统”是不可逆直流调速中，应用最普遍、最基本的典型实例，也是各种可逆和不可逆的直流调速系统的基本组成部分，系统的组成框图如图2－1所示，接线电路见附图1－2。
主要由“D101”、“D102”、“D301”、“D304”、“D305”以及电流、转速变换器等基本环节组成。
五、实验步骤与方法（一）实验路的连接与检查。
1．本实验系统所使用的单元环节，与实验一基本相同，只是增加了一个“电2－1转速、电流双闭环直流调速系统组流调节器ACR（D304）”单元以组成电流内环，其调试要点和方法见《给定与调节器挂箱（DS301）使用说明》。
2．按附图1－2连接系统：整流装置输出端接电动机负载，主电路接直流电流、电压表（图中未画出）和平波电抗器；闭合右下面板的发电机励磁开关，整定其至额定励磁电流，并分断电动机的励磁开关（即不接电动机励磁，以整定电流内环）；分断负载开关S G，置负载电阻R G于最大；确保各给定和反馈极性正确合理，反馈系数α、β调至最大；“状态切换”置“调试”档。
3．调节器ASR、ACR接成1 : 1的比例状态（R n＝R i= R0＝40kΩ）；正、负给定电位器输出置0V；切断转速和电流负反馈（接线端子U n和U i的反馈输入改为接地）。
4．经实验指导教师检查认可后，推合总电源空开（左下面板），检查各指示灯状态，确认无异常后开始以下步骤。
（二）静态参数的整定1．主要单元环节的检查、调整及其参数整定1）闭合控制电路（右上面板控制按钮ON），主电路保持分断，将给定单元的阶跃开关S2拨向上方；依次使正、负给定U *n＝±0.5、±2V，测量ASR、ACR的输入、输出，检查比例特性；取U *n＝±2V，C n ＝C i＝2μF，用万用表分别测量ASR、ACR的输出并整定其限幅。
2）．检查并调整“触发器单元GT1”和“直流调速系统主电路”，整定触发零位：用双踪示波器检查触发脉冲斜率、相位、双窄脉冲输出；检查主电路接线，确认触发电路和主电路正常后，整定系统零位，即微调“D101”单元的偏移电位器，使U *n＝0时，触发角α＝90°。
2．电流内环静态参数整定1）给定及给定积分器（D301）单元的阶跃输出端U*n1由引向转速调节器的U*n端改为直接直接引向电流调节器的U*I输入端，（即暂且去掉ASR，注意！U*n1端不得与ASR的U*n端和ACR的U*i端同时相接）；电流调节器ACR接成PI调节器（取R i = R0＝40kΩ、C i＝2μF）。
检查无误后闭合主电路。
2）闭合负载开关S G，给定单元的极性开关S2拨向下方，缓慢增大给定直至U*n＝－U*i m；待系统稳定运行后，同时调节电流反馈和负载电阻R G直至I d＝I d m＝1.5I d n o m（设电流过载倍数λ＝1.5，若λ不同，系数应随之变更），整定电流反馈系数β＝U*i m／I d m，并锁定之。
系统重新稳定运行后，减小给定U*n至0，电机停止后切除主电路。
以上是电流反馈系数β的实用整定方法，也可用以整定过电流保护。
但以此方法整定β值或过电流保护，应尽量缩短直流电动机无励磁过载状态的时间，以免损坏电机。
其实，直接以负载电阻R G置换直流电动机M，待电流反馈系数β或过电流保护整定完成后再行恢复接线，也是一种较好的方法。
3．转速外环静态参数整定1）闭合电动机的励磁开关，并整定至额定励磁电流，“状态切换”置“直流”档；恢复“转速、电流双闭环直流调速系统”（即恢复ASR的给定输入引自给定单元的阶跃输出端U*n1，ACR的输入U*i引自ASR的输出），将ASR接成 PI 调节器（取R n = R0＝40kΩ、C n＝2μF）。
经检查无误后闭合主电路。
2）（D301）单元的极性开关S1拨向上方，置给定为U*n=U*n m=+8V，电机升速至某值稳定后。
调节（减小）转速反馈直至n＝n n o m，以完成转速反馈系数α＝U*n m／n n o m的整定，并锁定之。
3）减小给定U*n至0，电机停止后切除主电路。
分断负载开关S G，并将负载电阻R G调至最大。
（三）转速、电流双闭环直流调速系统的静特性研究“转速、电流双闭环直流调速系统”的二个调节器（ASR、ACR）都是 PI 调节器，无论是内环（电流环）还是外环（转速环）都是无静差系统。
理论上，无静差系统的静特性是一条平行于横坐标的直线，即偏差ΔU n＝U*n－U n＝0。
实际并非尽然，内、外闭环都存在误差，即ΔU n≠0，故静特性也不是一条平行于横坐标的直线。
因此，有必要测试其静特性，并分析产生偏差的原因。
1．按实验前设计、计算之阻、容（R n、C n、R i、C i），设定D304、D305两个单元的参数，检查无误后闭合主电路。
2．增大给定并恒定至U *n 1=U *n m =+8V 、n ＝n n o m ；稳定后，调节负载电阻R G ，在0 ～ I d m 之间分别读取电流 I d 和转速 n 五组数据录于表2－1；置负载电阻R G 至最大，减小给定并恒定于U *n 2＜U *n 1（约1／2U *n 1为宜），调节负载电阻R G ，在0 ～ I d m 之间分别读取电流 I d 和转速 n 五组数据录于表2－1。
表2－1 转速、电流双闭环系统静特性实验数据 U *n （V ） U *n 1＝U *n 2＝ I d （A ）0 I d m ＝ 0 I d m ＝n （r ／min ）3．减小给定电压 U *n 至 0，电机停止后，切除主电路。
4．根据表2－1 数据分别绘制高、低速两条静特性n = f （I d ）于图2－2。
5．分析双闭环系统静特性的特点，并与实验一“带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统”及其实验结果进行比较，得出相应结论。
（四）转速、电流双闭环直流调速系统突加给定时的起动过渡过程1．先置给定U *n =U *n m =+10V ，再置阶跃开关S 2于下方（⊥端）。
保持 ASR 、ACR 为 PI 调节器，参数同前。
负载电阻R G 调至最大，并分断负载开关S G ，使机组接近空载。
检查无误后闭合主电路。
2．由阶跃开关S 2进行高速、空载、突加给定时的过渡过程实验，通过双踪示波器观察电流I d 和转速n 的过渡过程曲线，反复变更 RC 阻容箱的阻容值，直至满意，并认真临模最满意的一组曲线于图2－3。
3．阶跃开关S 2拨向下方，待电机停转后，将转速给定设定为 1／2 U *n 。
重新阶跃起动进行低速、空载、突加给定时的过渡过程实验，通过双踪示波器观察电流I d和转速n的过渡过程曲线。
4．阶跃开关S2拨向下方，电机停止后闭合负载开关S G；阶跃起动电机到额定转速直至稳定运行后，调节负载电阻，使电枢电流I d ＝I d n o m；尔后重复步骤2、3，完成带载突加给定起动时的过渡过程实验，并通过双踪示波器观察电流I d和转速n的过渡过程，并认真临模高速时的一组曲线于图2－3。
5．分析比较图2－3讨论空载和带载起动过渡过程的异同。
6．通过右上面板的微机接口电路（D0U4），接好微机系统，演示、存储、打印相应过渡过程曲线，供撰写实验报告和分析、研究系统动态性能。
（未配置微机时可采用“存储示波器”，或将此项内容省略。
）7．阶跃开关S2拨向下方。
待电机停转后，切除主电路，分断负载开关S G。
（五）转速、电流双闭环直流调速系统突加负载时的抗扰性研究1．接好双踪示波器准备观察电流I d和转速n的过渡过程曲线；闭合主电路，阶跃起动到给定转速直至稳定运行。
2．反复分、合（适当保持时间间隔）负载开关S G，由双踪示波器观察突加和突卸负载时的电流和转速的过渡过程曲线并临模于图2－4。
3．分析、讨论图2－4的过渡过程曲线，得出正确结论。
4*．通过右上面板的微机接口电路（D0U4），接好微机系统，演示、存储、打印相应过渡过程曲线，供撰写实验报告和分析、研究系统动态性能。
（未配置微机时可采用“存储示波器”，或将此项内容省略。
）5．本实验台还可利用D303单元的微分开关SM（拨向下方），实现转速微分负反馈。
微分负反馈的RC参数已按常规配置，若欲调整，必须从挂箱（DS301）内部D304单元的印制板中变更，不尽完美。
6．实验完毕，将阶跃开关S2拨向下方，待电机停转后，依次切除主电路、控制电路和空开Q。
六、思考题1．电流环对于系统的静态和动态各有什么作用？2．转速和电流闭环各自对负载扰动和电网电压波动有否调节能力？3．电流内环采用直流电动机不加励磁的方法整定，应注意什么？4．转速、电流双闭环系统，在其它参数不变的条件下，若将电流反馈系数β减小一倍，系统的转速n和电枢电流I d各有何变化？为什么？5．转速、电流双闭环系统，在稳定运行的状态下，其电流反馈或转速反馈线突然断开，系统各发生什么变化？为什么？。