计算机仿真技术作业一(转速反馈单闭环直流调速系统仿真)

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计算机仿真实验报告

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计算机仿真技术作业一题目:转速反馈单闭环直流调速系统仿真直流电机模型框图如下图所示,仿真参数为R=0.6,T l=0.00833,T m=0.045,Ce=0.1925。

本次仿真采用算法为ode45,仿真时间5s。

图1 直流电机模型一、开环仿真模型建立:其中Ud0=220V R=0.6,T l=0.00833,T m=0.045,Ce=0.1925其中0~2.5s,电机空载,即I d=0;2.5s~5s,电机满载,即I d=55A采用算法:ODE45:5秒前2.5秒:后2.5秒:空载转速:1143rpm负载转速:971rpm 空载静差率s=0 负载静差率s=0.1505仿真时有波动ODE23:整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒算法分析比较:从上可以看出ODE45与ODE23算法较差,仿真结果与理论不符合,电机转速有纹波。

ODE23s ODE23t ODE23tb效果较好,基本满足仿真需要,波形基本符合理论。

原因在于:ODE45、与ODE23都是一步解法,即只要知道前一时间点的解y (tn-1 ) ,就可以立即计算当前时间点的方程解y (tn)。

后三种算法适用于刚性系统的解法,而前两种不可。

其中ODE23tb最适合电力电子系统仿真,它采用TR-BD F2算法,即在龙格.库塔法的第一阶段用梯形法,第二阶段用二阶的Backward Differentiation Formulas 算法。

2、闭环仿真模型建立:1、比例校正(K=5)转速指令为1130rpm为了便于比较不同k p值时转速波形,简便框图先进行模块封装:1、确定输入输出与变量K2.选中整个模块右键选择create subsystem即得:3、右键选择create mask得:定义变量名K,并使变量K与封装模块中的变量K相互对应。

4、此时点击该模块可得:即可更改变量K然后将多个模块集中在一起显示:仿真K=5,K=10,K=20三种,采用算法ODE23tb得:整体:(黄、红、绿分别代表K=5,K=10,K=20)我们可以看出,在一定范围内,K越大静态误差就越小,但是比例环节无法消除静态误差。

【设计】自动控制系统课程设计转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真

【设计】自动控制系统课程设计转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真

【关键字】设计东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计设计题目:转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真学生:张海松专业:自动化班级学号:指导教师:王立夫设计时间:2012年6月27日东北大学秦皇岛分校控制工程学院《自动控制系统》课程设计任务书专业:自动化班级:509 学生姓名:设计题目:转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真一、设计实验条件实验设备:PC机二、设计任务直流电机额定电压,额定电枢电流,额定转速,电枢回路总电阻,电感,励磁电阻,励磁电感,互感,,允许过载倍数。

晶闸管装置放大系数:,时间常数:,设计要求:对转速环进行设计,并用Matlab仿真分析其设计结果。

目录绪论--------------------------------------------------------------------------------11.转速单闭环调速系统设计意义-----------------------------12.原系统的动态结构图及稳定性的分析-----------------------22.1 转速负反应单闭环控制系统组成-----------------------22.2 转速负反应单闭环控制系统的工作原理-----------------33.调节器的选择及设计-------------------------------------33.1调节器的选择- --------------------------------------33.2 PI调节器的设计--- ---------------------------------44.Mat lab仿真及结果分析----------------------------------74.1 simulink实现上述直流电机模型-----------------------74.2 参数设置并进行仿真---------------------------------74.3结果分析--------------------------------- ---------155.课设中遇到的问题--------------------------------------166.结束语- ---------------------------------------------17参考文献- ---------------------------------------------17转速单闭环直流电机调速系统设计与仿真绪论直流电动机由于调速性能好,启动、制动和过载转矩大,便于控制等特点,是许多高性能要求的生产机械的理想电动机。

单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿真(一)资料

单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿真(一)资料

一、单闭环直流调速系统的设计与课题:仿真(一)Matlab:者作学号:专业::班级:指导教师1摘要在对调速性能有较高要求的领域,如果直流电动机开环系统稳态性能不满足要求,可利用速度负反馈提高稳态精度,而采用比例调节器的负反馈调速系统仍是有静差的,为了消除系统的静差,可利用积分调节器代替比例调节器。

通过对单闭环调速系统的组成部分可控电源、由运算放大器组成的调节器、晶闸管触发整流装置、电机模型和测速电机等模块的理论分析,比较原始系统和校正后系统的差别,得出直流电机调速系统的最优模型,然后用此理论去设计一个实际的调速系统。

本设计首先进行总体系统设计,然后确定各个参数,当明确了系统传函之后,再进行稳定性分析,在稳定的基础上,进行整定以达到设计要求。

另外,设计过程中还要以Matlab为工具,以求简明直观而方便快捷的设计过程。

摘要:Matlab 开环闭环负反馈静差稳定性 V-M系统2目录摘要 (2)一、设计任务 (4)1、已知条件 (4)……………………………………………………………… 4 2、设计要求二、方案设计 (5)1、………………………………………………………………5 系统原理2、……………………………………………………………6 控制结构图三、参数计算 (7)四、PI调节器的设计 (9)五、……………………………………………………11 系统稳定性分析六、小结 (12)七、参考文献 (13)3一、设计任务1、已知条件已知一晶闸管-直流电机单闭环调速系统(V-M系统)的结果如图所示。

图中直流电机的参数:Pnom=2.2KW,nnom=1500r/min,Inom=12.5A,Unom=220V,电枢电阻Ra=1欧,V-M系统主回路总电阻R=2.9欧,V-M 系统电枢回路总电感L=40mH,拖动系统运动部分飞轮力矩GD2=1.5N.m2,测速发动机为永磁式,ZYS231/110xi型,整流触发装置的放大系数Ks=44,三相桥平均失控时间Ts=0.00167s。

转速反馈控制直流调速系统的仿真

转速反馈控制直流调速系统的仿真

运动控制系统——转速反馈控制直流调速系统的仿真姓名:李冬艳学号:200810401159班级:自动化081班转速反馈控制直流调速系统的仿真工具:MATLAB下的SIMULINK仿真软件一、转速反馈控制直流调速系统各环节的参数如下:直流电动机:额定电压Un=220V,额定电流IdN=55A,额定转速nN=1000r/min,电动机电动势系数Ce=0.192V.min/r。

假定晶闸管整流装置输出电流可逆,装置的放大系数Ks=44,滞后时间常数Ts=0.00167s。

电枢电路总电阻R=1.0欧姆,电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s,电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s。

转速反馈系数a=0.01V.min/r。

对应额定转速时的给定电压Un*=10V。

二、仿真模型的建立进入MATLAB界面,单击工具栏中的SIMULINK图标,打开SIMULINK的模块浏览器窗口。

如图2-1所示。

图2-1 SIMULINK模块浏览器窗口1、打开模型编辑窗口:通过单击SIMULINK工具栏中的新模型图标或选择File→New→Model菜单项打开模型编辑窗口。

2、复制相关模块:图2-1中的左边模块为所需的子模块库图标,右边为相应子模块库里的子模块。

双击子模块库图标,将所需的子模块拖入模型编辑窗口。

如图2-2所示,图2-2 模型编辑窗口3、修改模块参数:双击模块图标,在弹出的对话框中根据所给的要求修改模块参数。

如图2-3示,图2-3 模型编辑窗口4、模块连接:鼠标左键单击以连接各模块。

把相应的参数数据送人图2-3,其中PI调节器的值暂定为Kp=0.56,1/t=11.43。

最终生成图2-4所示的比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型。

图2-4 比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型三、仿真模型的运行1、仿真过程的启动:单击模型编辑窗口中工具栏的运行按钮或者选择Simulation→Start菜单项,可启动仿真过程,再双击Scope 模块就可以显示仿真结果。

带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统设计与仿真运动控制实验报告

带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统设计与仿真运动控制实验报告

带电流截止负反馈的转速单闭环直流调速系统设计与仿真 一、设计要求系统稳定并无静差 二、给定参数17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===,I N =87.3A ,电枢回路电阻0.087a R =Ω,电感0.0032a L H =,励磁回路电阻181.5Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m =三、闭环直流调速系统稳态参数的计算 1)额定负载时的稳态速降应为:m i n/12.6min /)02.01(1002.03000)1(r r s D s n n N cl =-⨯⨯≤-=∆2)闭环系统应有的开环放大系数:计算电动机的电动势系数: r V r V n R I U C N a N N e min/071.0min/3000087.03.87220⋅=⋅⨯-=-=闭环系统额定速降为:min /97.106min /071.0087.03.87r r C R I n e N op =⨯==∆闭环系统的开环放大系数为:5.16112.697.1061=-≥-∆∆=clop n n K003.0/max max n ==n U α3)计算运算放大器的放大系数和参数 运算放大器放大系数K p 为:5.16/e p ≥=s K KC K α电枢回路的总电感为0.0032H电磁时间常数为037.0/l ==R L T 27/1l ==τK4)电流截止负反馈 四加电网扰动(第8s电压220→240)负载扰动给定值扰动五、将PI调节器参数改变1.电网扰动(第8s电压220→240)2.负载扰动3.给定值扰动转速、电流双闭环直流调速系统设计与仿真一、设计要求系统稳定并无静差 二、给定参数17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===,I N =87.3A ,电枢回路电阻0.087a R =Ω,电感0.0032a L H =,励磁回路电阻181.5Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m =三、电流调节器ACR 参数计算允许电流过载倍数λ=2;设调节器输入输出电压im nm **U U ==10V ,电力电子开关频率为f=l kHz .首先计算电流反馈系数β和转速反馈系数α:06.0 I n im *==ββλU N U n nm *α= α=0.003s T 001.0s = ,电流环小时间常数为s T T T oi 002.0s i =+=∑电流调节器超前时间常数为s T K l i 015.0/1i ===τ 而对电流环开环增益局l K =250/5.0=∑i T ,于是ACR 的比例系数为:94.4/i l i ==s K R K K βτ 四、转速调节器ASR 参数计算 选中频段宽度h=5。

实验一-单闭环直流调速系统仿真

实验一-单闭环直流调速系统仿真

图2-49 传递函数模块对话框
阶跃时刻, 可改到0 。
阶跃值,可 改到10 。
图2-50 阶跃输入模块对话框
填写所需要 的放大系数
图2-51 增益模块对话框
图2-52
Integrator模块对话框
积分饱和值, 可改为10。
积分饱和值,可 改为-10。
(4)模块连接
以鼠标左键点击起点模块输出端,拖动鼠标至终 点模块输入端处,则在两模块间产生“→”线。
图2-56 无超调的仿真结果
K p 0.8
1 15
系统转速的响应 的超调较大、但 快速性较好。
图2-57 超调量较大的仿真结果
SIMULINK软件的仿真方法为系统设计提 供了仿真平台,可以选择合适的PI参数, 满足系统的跟随性能指标。
在《自动控制理论》课程中讨论了多种PI 调节器的设计方法,MATLAB也为它们的 实现提供了模块。
仿真模型的运行
(1)仿真过程的启动:单击启动仿真工具条的按钮 或选择Simulation→Start菜单项,则可启动仿真过 程,再双击示波器模块就可以显示仿真结果。
(2)仿真参数的设置:为了清晰地观测仿真结果, 需要对示波器显示格式作一个修改,对示波器的 默认值逐一改动。改动的方法有多种,其中一种 方法是选中SIMULINK模型窗口的 Simulation→Configuration Parameters菜单项,打 开仿真控制参数对话框,对仿真控制参数进行设 置。
关于直流电动机调速系统的PI设计,将在 第3章中作详细的论述。
对应额定转速时的给定电压
U
* n
10V

图2-45 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图
仿真模型的建立
进入MATLAB,单击 MATLAB命令窗口工 具栏中的SIMULINK 图标,

直流调速系统的matlab仿真

直流调速系统的matlab仿真

一,转速反馈控制直流调速系统的matlab仿真1,基本原理:根据自动控制原理,将系统的被调节量作为反馈量引入系统,与给定量进行比较,用比较后的偏差值对系统进行控制,可以有效地抑制甚至消除扰动的影响,而维持被调节量很少变化或不变,这就是反馈控制的基本作用。

在负反馈基础上的“检查误差,用以纠正误差”这一原理组成的系统,其输出量反馈的传递途径构成一个闭环回路,因此被称作闭环控制系统。

在直流系统中,被调节量是转速,所构成的是转速反馈控制的直流调速系统。

2,下图是转速负反馈闭环调速系统动态结构框图各个环节的参数如下:直流电动机:额定电压U N=220V,额定电流I dN=55A,额定转速n N=1000r/min,电机电动势常数C e=0.192V·min/r。

假定晶闸管整流装置输出电流可逆,装置的放大系数Ks=44,滞后时间常数Ts=0.00167。

电枢回路总电阻R=1Ω,电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s,电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s。

转速反馈系数α=0.01 V·min/r。

对应的额定电压U n*=10V。

在matlab的simulink里面的仿真框图如下其中PI调节器的值暂定为Kp=0.56,1/τ=11.43。

3,仿真模型的建立:进入matlab,单击命令窗口工具栏的simulink图标,打开simulink模块浏览器窗口,如下图所示:打开模型编辑器窗口,双击所需子模块库的图标,则可以打开它,用鼠标左键选中所需的子模块,拖入模型编辑窗口。

要改变模块的参数双击模块图案即可(各模块的参数图案)。

加法器模块对话框Gain模块对话框把各个模块连接起来并按照上面给定的电机参数修改各个模块相应的参数,可以得到如下的比例积分的无静差直流调速系统的仿真框图:4,仿真后的结果及其分析:其中输出scope1中可以看出超调和上升时间等。

改变PI调节器的参数,并在仿真的曲线中得到最大的超调级调整时间,相互间进行比较,如下表所示:参照以上表格中的数据分析可知,改变PI调节器的参数,可以得到快速响应的超调量不一样,调节时间不一样的响应曲线。

单闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真

单闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真

目录目录 ............................................................................................................................................................... - 1 -1 绪论 ......................................................................................................................................................... - 2 -1.1 直流调速系统概述................................................................................................................... - 2 -1.2 MATLAB简介 ......................................................................................................................... - 3 -2 直流电动机的降压调速.......................................................................................................................... - 4 -2.1 直流电动机构成......................................................................................................................... - 4 -2.2 直流电机励磁方式................................................................................................................... - 4 -2.3 直流电动机工作原理............................................................................................................... - 4 -2.4 直流电动机的降压调速........................................................................................................... - 5 -3 单闭环直流调速系统 ............................................................................................................................. - 6 -3.1 V-M系统简介 .......................................................................................................................... - 6 -3.2 三相桥式全控整流电路........................................................................................................... - 6 -3.3 闭环调速系统的组成............................................................................................................... - 7 -4 电路设计和仿真 ..................................................................................................................................... - 8 -4.1 电路原理 .................................................................................................................................. - 8 -4.2 系统的建模和参数设置........................................................................................................... - 9 -4.3 仿真结果 ................................................................................................................................ - 17 -结论 ......................................................................................................................................................... - 18 -小组分工 ..................................................................................................................................................... - 18 -附录 ............................................................................................................................................................. - 19 -1 绪论直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在广泛范围内平滑调速,在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切割机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的使用。

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计算机仿真技术作业一研究题目:转速反馈单闭环直流调速系统仿真1、开环仿真:(一)实验要求:直流电机模型框图如下图所示,仿真参数为R =0.6,T l =0.00833,T m =0.045,Ce=0.1925。

本次仿真采用算法为ode45,仿真时间5s 。

1/1+s T R l s T R m eC 10d u d I +--+n图1 直流电机模型① 用simulink 实现上述直流电机模型,直流电压U d0取220V , 0~2.5s ,电机空载,即I d =0; 2.5s~5s ,电机满载,即I d =55A 。

② 画出转速n 的波形,根据仿真结果求出空载和负载时的转速n 以及静差率s 。

改变仿真算法,观察效果(运算时间、精度等)。

(二)实验内容:① 按照上图把电机模型建立好,其中U d0设置为常数,并把其幅值设置为220,把其它相应的环节也设置好。

把I d 设置为“阶跃信号”,且在0~2.5s 之间其幅值为0,而2.5~5s 之间其幅值为55,在对系统中其它参数进行设置。

为了观察输出波形,在输出处接上一个示波器。

② 对仿真模式进行设置,系统默认的仿真算法为ode45,只需要把仿真时间设置为5s 即可。

③ 对系统进行仿真。

(三)仿真结果:上图即为电机转速的仿真结果图,上图分为两个阶段,第一个阶段(0~2.5s )为空载转速,第二阶段(2.5~5s )为满载转速。

空载转速为1147r/min 。

在2.5s 时加入了负载,通过仿真结果我们可以看出来,负载转速为976r/min 。

可以看出在加入负载之后,电机的转速开始下降。

静差率(转速变化率)是指电动机在一定转速下运行时,负载由理想空载变到满载时所产生的转速降落与理想空载转速之比值。

静态率越小,稳定性越高。

只有设法减小静态速降Δn 才能扩大调速范围,减小静差率,提高转速的稳定度。

根据电机转差率的公式149.0114797611470=-=-=n n n s。

转差率还是比较小的,说明该电机效率比较高。

关于仿真算法的区别:ode45是基于显式Rung-Kutla (4,5) 和Dormand- Prince 组合的算法,它是一种一步解法,即只要知道前一时间点的解y(tn-1),就可以立即计算当前时间点的方程解y (tn)。

对大多数仿真模型来说,首先使用ode45 来解算模型是最佳的选择,所以在SIMULINK 的算法选择中将ode45 设为默认的算法。

ode23 是基于显式Rung-Kutta (2 , 3) 、Bogacki 和Shampine 相结合的算法,它也是一种一步算法。

在容许误差和计算略带刚性的问题方面,该算法比ode45 要好。

更换算法后,静差率基本没有变化,但ode23与ode45比系统震荡变大,且ode23的计算精度不太高,所以ode23一般用于计算精度不太高的场合。

odel13是可变阶数的Adams-Bash forth-Moulton PECE 算法,在误差要求很严时,odel13 算法较ode45 更适合。

odel13 是一种多步算法,也就是需要知道前几个时间点的值,才能计算出当前时间点的值。

仿真结果大致和上面几种运算方法的结果一致。

但运算时间比上述三种方法的运算时间都要长。

且系统振荡频率过大,稳定性变差。

ode15s 是一种基于数字微分公式的解法器(NDFs ),它相对BDFs 算法较好。

它是一种多步算法,适用于刚性系统,当用户估计要解决的问题是比较困难的,或者不能使用ode45,或者即使使用效果也不好,就可以用ode15s 。

由于它是一种多步解法器,所以运算时间相对长一点,这种运算方法的精度中等。

仿真结果值基本上与上述仿真算法的结果相同,且更加稳定。

ode23s 是一种改进的二阶Rosenbrock 算法。

在容许误差较大时,ode23s 比ode15s 有效,所以在解算一类带刚性的问题时用ode15s 处理不行的话,可以用ode23s 算法。

且运算时间变小,速度加快。

ode23t 是一种采用自由内插方法的梯形算法。

如果模型有一定刚性,又要求解没有数值衰减时,可以使用这种算法。

ode23tb 采用TR-BD F2算法,即在龙格.库塔法的第一阶段用梯形法,第二阶段用二阶的Backward Differentiation Formulas 算法。

从结构上讲,两个阶段的估计都使用同一矩阵。

在容差比较大时, ode23tb 和ode23t 都比ode15s 要好。

2、闭环仿真:(一)实验要求:① 在上述仿真基础上,添加转速闭环控制器,转速指令为1130rpm , 0~2.5s ,电机空载,即I d =0; 2.5s~5s ,电机满载,即I d =55A 。

② 控制器为比例环节:试取不同k p 值,画出转速波形,求稳态时n 和s 并进行比较。

③ 控制器为比例积分环节,设计恰当的k p 和k I 值,并与其它不同的k p 和k I 值比较,画出不同控制参数下的转速波形,比较静差率、超调量、响应时间和抗扰性。

1/1+s T R l s T R m eC 1d I +--+n*n +-控制器图2 转速闭环直流电机调速控制框图(二)实验内容:① 在开环仿真基础上进行修改,此时输入量为一个转速的常量,再加入一个控制环节和一个反馈环节,实现对速度的控制。

选择不同的Kp 值,通过仿真结果来选择最佳效果。

② 将原来的比例环节设置为比例积分环节,设计恰当的k p 和k I 值,并与其它不同的k p 和k I 值比较,画出不同控制参数下的转速波形,比较静差率、超调量、响应时间和抗干扰性。

③ 对系统进行仿真。

(三)仿真结果: 控制器为比例环节搭建simulink 仿真模型如下图所示:Kp=20由于Kp=1000,Kp=100,Kp=50时的仿真波形波动比较大,完全不满足要求,因此在这里不进行分析截图。

当Kp=20时,效果比50时好的多,在稳定之后,波动不是太大。

但是在未稳定之前,超调和调节时间等都比较大,无法达到要求。

需要减小Kp的值。

此时输出的转数比较接近我们希望的转速。

Kp=5Kp=2.5当Kp=2.5时,空载转速为1080n/min。

离我们所希望的转速不是太远,负载转速为1060n/min。

所以转差率s=0.0185,转差率比较小。

Kp=1.5当Kp=1.5时,空载转速为1000n/min。

离我们所希望的转速差距较大,负载转速为983n/min。

所以转差率s=0.017,转差率比较小。

Kp=0.5当Kp=0.5时,效果比前面的都好,并且稳定时间也比较短,经过一次振荡之后就基本上稳定了。

空载转速为816n/min。

这比我们输入的转速1130n/min小得多。

满载转速为772n/min。

所以转差率s=0.05.转差率比Kp=2时还大,并且比我们所希望转速也比较远,因此不选择Kp=0.5,虽然其超调等比较好。

Kp=0.05明显与我们所期望的波形即满载转速和空载转速的比较有很大差别,无法进行静差率等仿真计算,因此Kp=0.05淘汰。

分析与结论:比例环节是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。

比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定。

根据上面的各种Kp的仿真结果我们可以看出来当Kp越小时,超调和调节时间等越小。

但是离我们跟定的输入值就越大,此时就需要并且当Kp越小时,其转差率也会随之增大,我们一般都是希望转差率尽量小一定,这样电机运转的效率高一点,所以根据综合各方面的因数,我们选择当Kp=2.5。

虽然此时的离我们所希望的输出还有一定的差值,但是相对比较好。

因此我们可以看出来只是用比例环节进行调节,依然还是不能达到我们所希望的要求。

因此下面用比例积分环节进行调节。

控制器为比例积分环节搭建simulink仿真模型如下图所示:Kp=0.1,Ki=1由仿真结果可知,空载转速为1124r/min,负载转速为1125r/min,转差率为-8.90*10^-4,在加入负载之后,对转速却基本上没有影响。

没有超调,相同的Kp值,Ki值越大,则其超调量越小,调节时间增大到1.2s。

这是我们所不希望的。

抗干扰性比较好。

Kp=0.1,Ki=10由仿真结果可知,空载转速为1135r/min,离我们所希望的输出值比较相近。

峰值转速为1480r/min,负载转速为1133r/min,因此转差率s=0.00176,转差率比较小。

峰值时间为0.192s,调节时间为0.45s左右。

超调量为30.6%,超调量相对较大。

Kp=1,Ki=1由仿真结果可知,空载转速为1100n/min。

峰值转速为1123n/min,峰值时间为0.042s,调节时间为2.5s左右,这比Kp=0.1,Ki=1的调节时间要长。

基本无超调。

Kp=1,Ki=10由仿真结果可知,空载转速为1135r/min,这与Ki相同为Kp=0.1的控制环节相同。

峰值转速为1235r/min,负载转速为1130r/min,峰值时间为0.03s,调节时间为0.36s左右,这比Kp=0.1,Ki=10的调节时间要短。

超调量为9.29%。

同样比相同的Ki值,而Kp值不同的超调量小。

加入负载的调节时间也比原来小。

因此在相同条件下,我们应该选择Kp=1,Ki=10的控制环节。

Kp=50,Ki=0.1如此图所示,虽然调节时间较小,但Kp过大会使波形振荡幅度和频率增大,波形无法识别空载与负载之间的关系,无超调量。

分析与结论:积分调节作用是使系统消除稳态误差,提高无差度。

因为有误差,积分调节就进行,直至无差时积分调节停止,积分调节输出常值。

积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti,Ti越小,积分作用就越强。

反之Ti大则积分作用弱,加入积分调节可使系统稳定性下降,动态响应变慢。

积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。

通过以上仿真和分析我们可以知道,当Ki相同,Kp越大时,超调量越大,输出结果越接近于我们所希望的结果值,即被放大的倍数就越大。

当Kp相同时,超调量越小,且有的可能没有超调。

峰值转速也会相对小一点。

也就是说,当比例系数增大时,加快了系统响应,在有静差的情况下有利于减小静差,但比例系数过大将会使系统有过大的超调,并减小稳定性;而当增大积分时间,却有利于减小超调,减小震荡,增大系统稳定性,但是系统静差消除时间将增大。

此时我们就需要根据具体的要求来选择相应参数来控制输出。

3.分析结合《自动控制系统》相关知识,对上述结果进行分析。

一、结果分析电压负反馈只能维持电动机端电压恒定,而对电动机的电枢电阻压降引起的静态速降不能予以抑制。

即电压负反馈调速系统的静态速降比相同放大系数的转速负反馈系统要大一些,稳态性能要差一些。

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