单闭环控制系统设计及仿真要点

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单闭环不可逆直流调速系统仿真实验设计

单闭环不可逆直流调速系统仿真实验设计

课程设计单闭环不可逆直流调速系统仿真实验设计指导教师:学院:专业:班级:姓名:学号:目录任务书 (3)概述 (4)原理 (5)建模与参数设置 (12)仿真结果及分析 (16)参考文献 (17)附图 (18)任务书单闭环不可逆直流调速系统仿真实验设计1.画出系统的仿真模型2.主电路的建模和模型的参数设置(1)三相对称交流电压源的建模和参数设置(2)晶闸管整流的建模和参数设置(3)平波电抗器的建模和参数设置(4)直流电动机的建模和参数设置(5)同步脉冲触发器的建模和参数设置3.控制电路的建模和参数设置4.系统的仿真参数设置5.系统的仿真,仿真结果的输出及结果分析6.打印说明书(B5),并交软盘(一组)一张。

注意事项:1.系统建模时,将其分成主电路和控制电路两部分分别进行2.在进行参数设置时,晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等的参数设计原则如下:如果针对某个具体参数设置,则对话框的有关参数应取装置的实际值;如果不针对某歌剧厅的装置的一般情况,可先去这些装置的参数默认值进行仿真。

若仿真结果不理想,则通过仿真实验,不断进行参数优化,最后确定其参数。

3.给定信号的变化范围、调节器的参数的反馈检测环节的反馈系数等可调参数的设置,其一般方法是通过仿真试验,不断进行参数优化.4.仿真时间根据实际需要而定,以能够仿真出完整的波形为前提.5.仿真算法的选择:通过仿真实践,从仿真能否进行、仿真的速度、仿真的精度等方面进行选择。

为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环系统。

对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,按反馈的方式不同分为转速反馈、电流反馈、电压反馈、本次设计中采用的为单闭环不可逆直流调速系统。

转速单闭环系统原理如图1所示,图中将反映转速变化的电压信号作为反馈信号,经速度变换后接到电流调节器的输入端,与给定的电压相比较经放大后,得到移相控制电压Uct,用作控制整流桥的触发电路,触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间,以改变三象全控整流电路的输出电压,这就构成了速度反馈闭环系统。

单闭环直流调速系统PID控制器参数设计仿真

单闭环直流调速系统PID控制器参数设计仿真

实验名称:单闭环直流调速系统PID 控制器参数设计仿真 1.实验原理1)单闭环直流调速系统典型单闭环直流调速系统框图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。

为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。

对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,而对调速指标较高的则采用多闭环系统。

在单闭环系统中,转速单闭环使用较多。

2)PID 控制在模拟系统中,PID 调节器是一种线性调节器,它将给定值r(t)与实际输出值c(t)的偏差的比例(P)、积分(I)、微分(D)通过线性组合构成控制量,对控制对象进行控制。

1、PID 调节器的微分方程⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰tDI P dt t de T dt t e T t e K t u 0)()(1)()(式中 )()()(t c t r t e -= 2、PID 调节器的传输函数⎥⎦⎤⎢⎣⎡++==S T S T K S E S U S D D I P 11)()()(PID 调节器各校正环节的作用1、比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差。

2、积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。

积分作用的强弱取决于积分时间常数TI ,TI 越大,积分作用越弱,反之则越强。

3、微分环节:能反应偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得太大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。

4)建立单闭环直流调速系统模型直流电动机:额定电流V Un 220=,额定电流A I dn 55=,额定转速min /1000r n N =,电动机电势系数r V C e m in/192.0•=,假设晶闸管整流装置输出电流可逆,装置放大系数44=s k ,滞后时间常数s T s 00167.0=,电枢回路总电阻Ω=1.0R ,电枢回路电磁时间常数s T l 00167.0=,电力拖动系统机电时间常数s Tm075.0=,转速反馈系数r V min/01.0⋅=α,对应额定是给定电压V U n 10=*。

单闭环流量定值控制系统matlab仿真

单闭环流量定值控制系统matlab仿真

单闭环流量定值控制系统matlab仿真什么是闭环流量定值控制系统?闭环流量定值控制系统是一种基于反馈的控制系统,用于控制流体的流量,并将其维持在预定的值。

该系统通过传感器获取流量的实际值,并与设定的目标值进行比较,然后根据误差信号来调整执行器,以使流量保持在目标值附近。

闭环流量定值控制系统常用于流量控制、液位控制和压力控制等领域。

为什么需要闭环流量定值控制系统?在许多工业流程中,保持流量在设定的目标值是非常重要的。

例如,在化工生产中,过高或过低的流量可能导致反应速率变化、产品质量下降,甚至设备损坏。

因此,需要一种控制系统来实时监测和调整流量,以确保其保持在预定值附近。

闭环流量控制系统的优势是什么?与开环控制系统相比,闭环流量定值控制系统具有以下优势:1. 提高系统的稳定性:闭环控制系统通过不断地与目标值进行比较和反馈来调整执行器,以保持流量的稳定性。

因此,即使受到干扰或系统参数变化,闭环系统仍能快速响应并修正偏差。

2. 提高系统的鲁棒性:闭环控制系统可以通过自适应算法实现对系统参数变化的自动调整,从而提高系统的鲁棒性和对干扰的适应能力。

3. 提高系统的精确度:通过对实际流量进行实时监测和不断调整,闭环系统可以更准确地控制流量,使其保持在设定的目标值附近。

闭环流量定值控制系统的设计步骤:1. 系统建模:首先,需要对流量控制系统进行建模。

根据具体的应用,可以采用传统的线性模型或更复杂的非线性模型。

2. 控制器设计:根据系统模型,设计合适的控制器。

常用的控制器包括比例-积分-微分(PID)控制器、模糊控制器和自适应控制器等。

控制器的选择应综合考虑系统的复杂度、要求的精确度和对干扰的鲁棒性。

3. 传感器选择:选择适当的传感器来实时监测流量。

常用的传感器包括流量计、压力传感器和温度传感器等。

传感器的选择应根据流量范围、精确度、响应速度和成本等因素进行考虑。

4. 执行器选择:根据控制需求选择合适的执行器进行流量调节。

单闭环--双闭环-仿真

单闭环--双闭环-仿真

单闭环--双闭环-仿真运动控制系统仿真专业:电气工程及其自动化班级:041141学号:04114067姓名:何爽1. 转速反馈控制直流调速系统各环节参数如下: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,电动机电动势系数C e=0.192Vmin/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电枢回路总电阻R=1.0Ω,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=0.01Vmin/r对应额定转速时的给点电压U n*=10V1、单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真PI控制器在于被控对象串联时,相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点,同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。

位于原点的极点可以提高系统的型别,以消除或减小系统的稳态误差,改善系统的稳态性能,而增加得负实部零点则可减小系统的阻尼程度。

单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真模型:改变PI调节器的参数,单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真结果如下:Kp=0.25, 1/τ=3时转速电流Kp=0.56, 1/τ=11.43时转速电流Kp=0.8, 1/τ=15时转速电流分析:若调节器参数是:Kp=0.25, 1/τ=3,系统转速的响应无超调,但调节时间很长;若是:Kp=0.8, 1/τ=15,系统转速的响应的超调较大,但快速性较好。

和比例调节器相比,比例积分调节器能很好的消除静差。

以下改变Kp,而 1/τ保持不变,仿真结果如下:Kp=10, 1/τ=15时转速电流Kp=10, 1/τ=15时转速电流Kp=20, 1/τ=15时转速电流Kp=30, 1/τ=15时转速电流可见在积分系数不变时,改变比例系数时,系统由稳定,到振荡再到不稳定以下改变1/τ,而Kp保持不变,仿真结果如下:Kp=0.25, 1/τ=10时转速电流Kp=0.25, 1/τ=20时转速电流Kp=0.25, 1/τ=40时转速电流Kp=0.25, 1/τ=100时转速电流可见在保持比例系数不变,改变积分系数时系统逐渐由稳定状态过度到振荡状态在控制系统中设置调节器是为了改善系统的系统的静动态性能。

单闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告

单闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告

单闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告摘要:本文基于基本原理和方法,设计和仿真了一个单闭环直流调速系统。

首先介绍了直流电机调速的基本原理,然后根据系统要求,设计了控制系统的结构和参数,包括PID控制器的参数调整方法。

接下来使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验,对系统的性能进行评估。

最后根据仿真结果对系统进行分析和总结,并提出了可能的改进方法。

关键词:直流电机调速、单闭环控制系统、PID控制器、仿真实验一、引言直流电机广泛应用于机械传动系统中,通过调节电机的电压和电流实现电机的调速。

在实际应用中,需要确保电机能够稳定运行,并满足给定的转速要求。

因此,设计一个高性能的直流调速系统至关重要。

本文基于单闭环控制系统的原理和方法,设计和仿真了一个直流调速系统。

首先介绍了直流电机调速的基本原理,然后根据系统要求,设计了控制系统的结构和参数,并采用PID控制器进行调节。

接着使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验,并对系统的性能进行评估。

最后根据仿真结果对系统进行分析和总结,并提出了可能的改进方法。

二、直流电机调速的基本原理直流电机调速是通过调节电机的电压和电流实现的。

电压变化可以改变电机的转速,而电流变化可以改变电机的转矩。

因此,通过改变电机的电压和电流可以实现电机的调速。

三、控制系统设计和参数调整根据系统的要求,设计一个单闭环控制系统,包括传感器、控制器和执行器。

传感器用于测量电机的转速,并将信息传递给控制器。

控制器根据测量的转速和给定的转速进行比较,并调节电机的电压和电流。

执行器根据控制器的输出信号来控制电机的电压和电流。

在本实验中,采用PID控制器进行调节。

PID控制器的输出信号由比例项、积分项和微分项组成,可以根据需要对各项参数进行调整。

调整PID控制器的参数可以使用试错法、频率响应法等方法。

四、系统仿真实验使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验,建立直流调速系统的模型,并对系统进行性能评估。

【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仿真 ——毕业设计

单闭环直流调速系统的设计与仿真 ——毕业设计

单闭环直流调速系统的设计与仿真内容摘要: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,并用MATLAB仿真进行正确性的验证。

关键词:稳态性能稳定性开环闭环负反馈静差The design and simulation ofSingle loop dc speed control systemAbstract :In the higher demand for performance of speed, if the open loop dc system's steady performance does not meet the requirements, can use speed inverse feedback to improve steadystate precision, but although the speed inverse feedback system adopts proportion regulator,it still have off, in order to eliminate static, can use integral regulator to replace proportion regulator.Based on the theoretical analysis of the single closed loop system which is made up of controllable power, the regulator which is made up of operational amplifier, a rectifier triggered by thyristor , motor model and tachogenerators module, compare the difference of the open loop system and the closed loop system,the original system and the this paper compares the theory of open loop system and the closed-loop system, the difference of primitive system and calibrated system, conclude the optimal model of the dc motor speed control system. Then use this theory to design a practical control system, and verify the validity with MATLAB simulation.Key words: steady-statebehaviour stability open loop Close-loop feedback offset目录1绪论 (1)1.1直流调速系统概述 (1)1.2 MATLAB简介 (1)2 单闭环控制的直流调速系统简介 (2)2.1 V—M系统简介 (2)2.2转速控制闭环调速系统的调速指标 (2)2.3闭环调速系统的组成及静特性 (3)2.4反馈控制规律 (4)2.5主要部件 (5)2.5.1 比例放大器 (5)2.5.2 比例积分放大器 (5)2.5.3额定励磁下直流电动机 (7)2.6稳定条件 (8)2.7稳态抗扰误差分析 (8)3 单闭环直流调速系统的设计及仿真 (10)3.1参数设计及计算 (10)3.1.1参数给出 (10)3.1.2 参数计算 (10)3.2有静差调速系统 (11)3.2.1有静差调速系统的仿真模型 (11)3.2.2主要元件的参数设置 (12)3.2.3仿真结果及分析 (12)3.2.4 动态稳定的判断,校正和仿真 (13)3.3无静差调速系统 (15)3.3.1 PI串联校正的设计 (15)3.3.2无静差调速系统的仿真模型 (17)3.3.3主要元件的参数设置 (18)3.3.4仿真结果及分析 (18)3.4有静差调速系统和无静差调速系统的动态分析设计 (19)3.4.1有静差调速系统的仿真模型 (19)3.4.2参数设置 (19)3.4.3仿真结果及分析 (19)参考文献 (23)致谢 (24)1绪论1.1直流调速系统概述从生产机械要求控制的物理量来看,电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统等多种类型,而各种系统往往都是通过控制转速来实现的,因此调速系统是最基本的拖动控制系统。

单闭环直流调速系统PID控制器参数设计仿真

单闭环直流调速系统PID控制器参数设计仿真

单闭环直流调速系统PID控制器参数设计仿真一、引言PID控制器是一种经典的控制方法,广泛应用于各种调节系统中。

在单闭环直流调速系统中,PID控制器可以根据给定的转速和实际测量的转速之间的误差,通过计算控制输出来实现对转速的控制。

本文将通过仿真的方式,进行PID控制器参数设计。

二、系统建模G(s)=k/(T*s+1)其中k为增益,T为时间常数。

三、PID控制器参数设计在设计PID控制器参数之前,需要首先选择合适的性能指标,常用的性能指标有超调量、调整时间和稳态误差。

本文选择超调量和调整时间作为性能指标,通过这两个指标可以综合评估系统的动态响应。

1.超调量的计算超调量是指实际过程响应曲线峰值与稳态值之间的差值的百分比。

超调量可以通过以下公式来计算:PO=(M-1)*100%其中PO为超调量,M为峰值与稳态值之间的差值与稳态值的比值。

2.调整时间的计算调整时间是指实际过程从初始值达到稳态值所需的时间。

调整时间可以通过以下方法来计算:标定点到极值点的时间为t1,稳定范围(0.9M,1.1M)的时间为t2,调整时间可定义为t1+t23.参数选择根据超调量和调整时间的要求,可以选择合适的PID控制器参数。

一般情况下,P参数用于控制系统的超调量,I参数用于控制系统的调整时间,D参数用于控制系统的稳定性。

四、仿真结果分析通过Matlab/Simulink进行仿真,得到了PID控制器的参数设计结果。

根据系统传递函数G(s) = k / (T * s + 1),设置k = 1,T = 11.超调量为5%,调整时间为2s的情况下,选取合适的PID控制器参数为:P=1.2I=1.4D=0.12.超调量为10%,调整时间为1.5s的情况下,选取合适的PID控制器参数为:P=1.2I=1.6D=0.153.超调量为15%,调整时间为2.5s的情况下P=1.4I=1.8D=0.2根据上述参数进行仿真,通过绘制转速曲线,可以观察到系统的动态响应。

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单闭环控制系统设计及仿真班级电信2014姓名张庆迎学号************摘要直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,所以在电气传动中获得了广泛应用。

本文从直流电动机的工作原理入手,建立了双闭环直流调速系统的数学模型,并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。

然后按照自动控制原理,对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算,利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真,通过仿真获得了参数整定的依据。

在理论分析和仿真研究的基础上,本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统,详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。

对系统的性能指标进行了实验测试,表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠,具有较好的静态和动态性能,达到了设计要求。

采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计,并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

关键词直流电机直流调速系统速度调节器电流调节器双闭环系统一、单闭环直流调速系统的工作原理1、单闭环直流调速系统的介绍单闭环调速系统的工作过程和原理:电动机在启动阶段,电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号,经放大后输出的电压保持为限幅值,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, 此时则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, 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)可以通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。

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。

2、双闭环直流调速系统的介绍为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,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,如图1—1所示。

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。

从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。

这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

图1—1 转速、电流双闭环直流调速系统其中:ASR-转速调节器 ACR-电流调节器 TG-测速发电机 TA-电流互感器 UPE-电力电子变换器 *Un -转速给定电压 Un-转速反馈电压 *Ui -电流给定电压 Ui -电流反馈电压 3双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性图1—2双闭环直流调速系统的稳态结构框图分析静特性的关键是掌握PI 调节器的稳态特征,一般使存在两种状况:饱和—输出达到限幅值,不饱和—输出未达到限幅值。

当调节器饱和时,输出为恒值,输入量的变化不再影响输出,除非有反向的输入信号使调节器退出饱和,换句话说,饱和的 调节器暂时隔断了输入和输出的联系,相当于使该调节环开环。

当调节器不饱和时,PI 的作用使输入偏差电压ΔU 在稳态时总为零。

实际上,在正常运行时,电流调节器是不会达到饱和状态的。

因此,对于静特性来说,只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差,这时,转速负反馈起主要的调节作用,但负载电流达到时,对应于转速调节器的饱和输出 ,这时,电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,得到过电流的自动保护.这就是采用了两个PI 调节器分别形成内、外两个闭环的效果。

然而,实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大,因此,静特性的两段实际上都略有很小的静差,见图1—3中虚线。

图1—3 双闭环直流调速系统的静特性4、双闭环直流调速系统的数学模型双闭环直流调速系统数学模型的建立涉及到可控硅触发器和整流器的相关内容。

全控式整流在稳态下,触发器控制电压Uct 与整流输出电压Ua0的关系为:)cos(cos 220ct a KU AU AU U ==α其中:A---整流器系数;2U ---整流器输入交流电压;α ---整流器触发角;ct U ---触发器移项控制电压;K---触发器移项控制斜率;整流与触发关系为余弦,工程中近似用线性环节代替触发与放大环节,放大系数为:K=。

绘制双闭环直流调速系统的动态结构框图如下:图1—4 双闭环直流调速系统的动态结构框图二、系统设计方法及步骤1、系统设计的一般原则:① 概念清楚、易懂;② 计算公式简明、好记;③ 不仅给出参数计算的公式,而且指明参数调整的方向;④ 能考虑饱和非线性控制的情况,同样给出简单的计算公式;⑤ 适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。

参数:V n R I U C N a N N e 132.014602.0136220=⨯-=-= 03.05.010153=⨯==-R L T l 18.0132.030132.03755.05.223752=⨯⨯⨯⨯==πm e m C C R GD T 26.130=⨯=e m C C π晶闸管装置放大倍数40=s K 时间常数:s T l 03.0= s T m 08.0=2、电流环设计(1) 确定时间常数整流装置滞后时间常数:s T s 0017.0=。

电流反馈滤波时间常数:s T oi 002.0=i (2) 选择电流调节器结构根据设计要求:%5≤i σ,保证稳态电流无差,可按典型Ⅰ型设计电流调节器。

电流环控制对象是双惯性型的,所以把电流调节器设计成PI 型的。

检查对电源电压的抗扰性能,各项指标都可接受。

所以电流调节器传递函数为:()()s s K s W i i i ACR ττ1+=。

(3) 选择电流调节器参数电流调节器超前时间常数:s T i i 03.0==τ电流反馈系数β:35.1=β电流环开环增益:要求时%5≤i σ,取5.0=i I T K ,因此1.135=I K所以013.1=i K , 。

因此:()()ss s W ACR 03.0103.0013.1+⨯= (4)计算调节器电阻和电容调节器输入电阻 KΩ=400R ,各电阻和电容值计算如下:KΩ==5.400R K R i i 75.0==i ii R C τuF2.0=oi C uF按上述参数,查表知%5≤i σ,电流环可达到动态跟随性能指标:3、转速环设计(1) 确定时间常数 电流环等效时间常数:s T K i I0074.021== 转速滤波时间常数:s T on 01.0=n (2) 选择电流调节器结构按跟随和抗扰性能都能较好的原则,在负载扰动点后已经有了一个积分环节,为了实现转速无静差,还必须在扰动作用点以前设置一个积分环节,因此需要Ⅱ由设计要求,转速调节器必须含有积分环节,故按典型Ⅱ型系统—选用设计PI 调节器。

所以转速调节器传递函数为:()()s s K s W n n n ASR ττ1+=。

(3) 选择转速调节器参数取h=5,则ASR 的超前时间常数为:s hT n n 087.0==τ 转速环开环增益为:4.3962122=+=n N T h h K 转速反馈系数:007.0=α于是求的ASR 的比例系数为:7.11=n K因此:()()ss s W ASR 087.01087.07.11+= (4) 计算调节器电容和电阻调节器输入电阻KΩ=400R ,则KΩ==4680R K R n n185.0==n nn R C τ140==R T C n on 三、Matlab 和Simulink 简介1、Matlab 简介MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

2、Simulink简介(1)简介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。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

(2)功能Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。

为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

Simulink®是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。

对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。

.四、Simulink环境中的系统模型、仿真结果及分析1﹑单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真模型:单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真结果:转速 .分析:图中是11.3 p K 的仿真图形,p K 减小,超调量随着减小,但静差越大;p K 增大,静差随着减小,但还是很大,同时振荡也越剧烈。

2、单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真模型:单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真结果:56.0=P K31=τ6.1=P K 81=τ转速分析:若调节器参数是:56.0=P K ,31=τ系统转速的响应无超调,但调节时间很长;若是6.1=P K 81=τ 系统转速的响应的超调较大,但快速性较好。

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