转速-电流双闭环直流调速系统的课程设计(MATLAB-Simulink)
直流电机双闭环调速课程设计
直流电机双闭环调速及其MATLAB仿真摘要：在工业现场，绝大数场合需要运动控制，而提供运动的部分主要是电机，因此，对电机的调速控制是十分必需而重要的。
在各种调速方法中，双闭环调速调速是最为常用，也是最为有效的方法，本文根据直流调速双闭环控制系统的工作原理,运用MATLAB进行直流电动机双闭环调速系统的数建模和系统仿真的研究,最后显示控制系统模型并对仿真结果并加以分析。
关键词：直流电机；双闭环调速；MATLAB仿真1引言由于直流电动机适宜于在广泛范围内调速,其调速控制系统历来在工业控制具有要的地位,直流调速控制系统中最典型一种就是转速、电流双闭环调速系统。
在当今,仿真技术已经成为分析、研究各种系统复杂系统的重要工具,为了解决工程设计设计中可能出现的问题,利用MATLAB数学仿真软件实用工具对直流电动机的双闭环统进行仿真和系统分析就成为我们今天探讨的课题。
2调速系统的设计及其仿真在此，我以教材《电力拖动自动控制系统》中的例题2-1（P79）为题目，设计一个控制系统，并对其进行MATLAB仿真。
例题2-1 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：220V,136A,1460r/min,Ce=0.132V.min/r,允许过载倍数λ=1.5；晶闸管装置放大系数Ks=40；电枢回路总电阻R=0.5Ω;时间常数Tl=0.03s，Tm=0.18s；电流反馈系数β=0.049V/A，转速反馈系数α= 0.00685 V.min/r。
设计要求：电流超调量σi≤5%，转速无静差，从空载到理想转速时的转速超调量σn≤10%。
解：一、电流环设计1.确定时间常数1)整流装置滞后时间常数Ts。
由表1-1可知，三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。
表1-1 各种整流电路的失控时间2) 电流滤波时间常数Toi 。
三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms ，为了基本滤平波 头，应有（1-2）Toi=3.33ms ，取Toi=2ms=0.002s 。
转速电流双闭环控制直流调速系统的课程设计
转速电流双闭环控制直流调速系统的课程设计流程介绍如下：
1.确定系统参数和控制策略：根据具体需求和电机特性，确定系
统参数和控制策略，如电机额定电压、额定电流、最大转速、控制器采样周期、PID控制器参数等。
2.搭建硬件平台：根据系统参数和控制策略，搭建硬件平台。
硬
件平台包括电机、电源、传感器、控制器等。
3.编写程序：根据系统参数和控制策略，编写程序。
程序主要分
为两部分，一部分是转速闭环控制程序，另一部分是电流闭环控制程序。
程序需要实时读取电机转速和电流传感器的反馈信号，并根据PID控制器的输出值调节电机电压和电流。
4.调试和测试：在搭建好硬件平台和编写好程序后，进行调试和
测试。
测试可以分为两个部分，一部分是转速闭环控制测试，另一部分是电流闭环控制测试。
测试的主要目的是验证程序的正确性和系统的控制性能。
5.总结和分析：在测试完成后，对测试结果进行总结和分析。
分
析结果可以用于进一步改进控制策略和优化系统性能。
总之，转速电流双闭环控制直流调速系统的课程设计需要深入了解电机控制原理和PID控制器的设计方法，需要具备一定的电路设计和编程能力。
哈工大_基于matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真设计
一、设计参数设一转速、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：额定功率200W ； 额定转速48V ； 额定电流4A ；额定转速=500r/min ； 电枢回路总电阻8=R Ω； 允许电流过载倍数λ=2；电势系数=e C 0.04Vmin/r ； 电磁时间常数=L T 0.008s ； 机电时间常数=m T 0.5；电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ；要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nmU U 10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ； PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ； 放大倍数=s K 4.8。
试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量≤i σ5%；空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%； 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
二、设计过程1、稳态参数计算根据两调节器都选用PI 调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限幅值均选择为10V电流反馈系数；*nom 10 1.25/24im U VV A I Aβλ===⨯转速反馈系数：*100.02min/500/min nm nom U Vn V rn r ===⋅2、电流环设计1) 确定时间常数电流滤波时间常数0.2oi T ms =，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑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()i ACR ii s G s K sττ+= 3）选择调节器参数超前时间常数：i τ=T L =0.008s电流环超调量为5%i σ≤，电流环开环增益：取0.5i i K T ∑=，则0.50.51666.670.0003I i K T ∑=== 于是，电流调节器比例系数为0.00881666.6717.7781.25 4.8i i I s R K K K τβ⨯=⋅=⨯=⨯ 4）检验近似条件电流环截止频率1666. 67 1/ci I K s ω== （1）近似条件1：13ci sT ω≤现在113333.3330.0003ci s T ω==＞，满足近似条件。
双闭环直流调速控制系统MATLAB／Simulink建模与仿真
双闭环直流调速控制系统MATLAB／Simulink建模与仿真文章针对传统PID直流电机调速系统转速超调量过高、调节时间不理想的问题，设计了一种双闭环直流电机调速控制系统。
建立了双闭环直流电机调速系统的数学模型，并对控制器参数进行了整定。
建立了系统Simulink模型并进行仿真，分析了系统在启动过程中的动态特性。
实验结果表明，相较于传统PID 直流电机调速控制系统，本双闭环直流调速控制系统可以消除超调量、有效缩短系统调节时间，具有更好的静态和动态性能。
标签：双闭环；直流调速；Simulink建模；仿真分析随着电机控制技术的不断发展，工业上对于电机的使用频率及动态性能的要求不断提高，直流电机的速度控制问题是常见且重要的工程研究问题之一[1]。
传统PID直流调速控制系统存在超调量过高、调节时间缓慢等问题，导致系统的动态性能不理想，在一些对于工艺要求精准的情况下无法满足系统动态指标的要求。
如何解决控制系统中稳、快、准等各方面性能制约，以达到对于转速、电流控制指标的要求，始终是一个重要的讨论课题[2]。
文章针对上述问题，设计了一种双闭环直流调速控制系统，在传统PID直流调速系统的基础上，引入了电流调节器，以改善系统输出转速的动态性能，相对于传统PID调速系统，本系统有效降低了直流电机输出转速的超调量，明显提高了系统的静态和动态指标，具有更好的系统性能。
1 双闭环直流调速系统结构设计直流电机的速度控制问题是常见且重要的工程研究问题之一，随着工业控制技术的不断发展，工程上对于直流电机调速系统的稳、准、快性能指标有了越来越苛刻的要求[3]。
双闭环控制系统是一种常用的复杂控制系统，是改善过程控制系统品质的一种有效方式，并在实际工程中得到了广泛应用[4]。
文章所设计双闭环调速系统结构如图1所示，从闭环结构上看，双闭环控制系统由两个负反馈闭环结构组成，电流调节器在里面（电流环）；转速调节器在外边，（速度环）。
为了实现转速和电流两种负反馈分别作用，在系统中设置了两个调节器，电流调节器ACR（Current Regulator）和转速调节器ASR（Speed Regulator），两者之间实行串级连接，其中转速调节器ASR的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器ACR的输出去控制晶闸管装置。
运动控制系统课程设计-双闭环直流电动机调速系统设计及MATLAB仿真
双闭环直流电动机调速系统设计及MATLAB仿真目录一、设计目的 (3)二、初始条件： (3)三、设计要求： (3)四、设计基本思路 (4)五、系统原理框图 (4)六、双闭环调速系统的动态结构图 (4)七、参数计算 (5)1. 有关参数的计算 (5)2. 电流环的设计 (6)3. 转速环的设计 (7)七、双闭环直流不可逆调速系统线路图 (9)1.系统主电路图 (9)2.触发电路 (10)3.控制电路 (14)4. 转速调节器ASR设计 (14)5. 电流调节器ACR设计 (15)6. 限幅电路的设计 (15)八、系统仿真 (16)1. 使用普通限幅器进行仿真 (16)2. 积分输出加限幅环节仿真 (17)3. 使用积分带限幅的PI调节器仿真 (18)九、总结 (21)一、设计目的1.联系实际，对晶闸管-电动机直流调速系统进行综合性设计，加深对所学《自动控制系统》课程的认识和理解，并掌握分析系统的方法。
2.熟悉自动控制系统中元部件及系统参数的计算方法。
3.培养灵活运用所学自动控制理论分析和解决实际系统中出现的各种问题的能力。
4.设计出符合要求的转速、电流双闭环直流调速系统，并通过设计正确掌握工程设计的方法。
5.掌握应用计算机对系统进行仿真的方法。
二、初始条件：1．技术数据（1）直流电机铭牌参数：P N =90KW, U N =440V, I N =220A, n N=1500r/min，电枢电阻Ra=0.088Ω，允许过载倍数λ=1.5；（2）晶闸管整流触发装置：Rrec=0.032Ω，Ks=45-48。
（3）系统主电路总电阻：R=0.12Ω（4）电磁时间常数：T1=0.012s（5）机电时间常数：Tm =0.1s（6）电流反馈滤波时间常数：Toi=0.0025s，转速率波时间常数：Ton=0.014s.（7）额定转速时的给定电压：Unm =10V（8）调节器饱和输出电压：10V2．技术指标（1）该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作；（2）系统静特性良好，无静差（静差率s≤2）；（3）动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤8-10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s；（4）调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。
运动控制系统-转速、电流双闭环直流调速系统MATLAB仿真例程
取电枢电阻为 Ra 0.18 ，晶闸管导通电阻 R 0.001 ，总的电阻为
R 0.18
取 U a U b U c 323V 取电机的转动惯量 J 2.34 仿真结果如下：
这与 1 的模型仿真结果相近。
根据题目数据逆推基本参数： 由Tl
Tm
L L 0.012s L 0.00216H R 0.18
GD 2R GD 2 375C eC m
0.18 0.12s 30 2 375 0.196
GD 2 GD 2 91.7Байду номын сангаас7958 J 2.34 4g
设 A 相电压最大值为 U a ，当 U cm 6.5V 时，
90 (9 U cm ) 31.5
Cos Cos 31.5 0.8526
由
U cm 1.17 K s Cos
U a 322.5 V
Ua
2
取平波电感 L 0.02H ，电机电枢电感为 La 0.0016H ，总的电感
在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、 电流双闭环 调速系统中，已知电动机的额定数据为：
U N 220V
PN 60KW
，
， IN
308A
， nN
1000r / min
， 电 动 势 系 数
C e 0.196V min/ r ，
主回路总电阻 R
0.18 ,触发整流环节的
放大倍数 K s
8 V ,U cm 6.5 V
。
10 V 0.01 1000r / min
8 V 0.017316 1.5 308A
双闭环直流调速系统
双闭环直流调速系统一、课程设计大纲课程设计是本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不仅起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，还将起到从理论过渡到实践的桥梁作用。
通过课程设计，学生将进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程的知识。
二、课程设计任务书该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D10），系统在工作范围内能稳定工作。
动态性能指标：转速超调量n8，电流超调量i5，动态速降n810，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts1s。
说明机械负载对调速系统的基本要求（调速、稳速、加减速控制）。
推导该系统的机械特性方程并进行静特性分析（画出稳态结构框图）。
利用开环频率特性进行校正（在对数坐标纸上画图），使系统满足性能指标要求。
课程设计内容仿真：利用MATLAB进行系统校正仿真，编写仿真程序，在课程设计说明书中附仿真曲线图。
三、摘要本文介绍了双闭环直流调速系统的设计与分析。
该系统通过引入转速负反馈和电流负反馈，分别调节转速和电流，以满足对系统动态性能的较高要求。
在起动过程中，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值。
稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。
双闭环直流调速系统具有无静差、良好的稳态精度和快速性，被广泛应用于对动态性能要求较高的领域。
本文还通过Matlab对系统进行了数学建模和仿真，以分析其特性。
四、系统技术数据及要求直流电动机需要三相直流电源，由三相桥式整流电路将三相交流380V电源整流为三相直流电源。
五、调速系统的方案选择系统性能要求：需要明确调速系统的控制目标，包括稳态精度、动态响应、过载能力等。
这些性能指标将直接影响到方案的选择。
例如，对于要求高精度和快速响应的系统，可能需要选择高性能的控制器和执行机构。
转速电流双闭环直流调速系统 课程设计
课程设计任务书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，基本数据为：直流电动机：U N=220V，I N=205A，=575r/min , R a=0.1Ω，电枢电路总电阻R=0.2Ω，电枢电路总电感L=7.59mH，电流允许过载倍数λ，折算到电动机轴的飞轮惯量。
晶闸管整流装置放大倍数，滞后时间常数电流反馈系数β(转速反馈系数α()滤波时间常数取，。
；调节器输入电阻R0=40Ω。
设计要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量σ；空载起动到额定转速时的转速超调量σ。
目录课程设计任务书 (1)第一章直流双闭环调速系统原理 (3)1.1系统的组成 (3)1.2 系统的原理图 (4)第二章转速、电流双闭环直流调速器的设计 (6)2.1 电流调节器的设计 (6)2.2 转速调节器的设计 (13)第三章系统仿真 (21)心得体会 (25)参考文献 (26)第一章直流双闭环调速系统原理1.1系统的组成转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
采用PI调节的单个转速闭环调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是对系统的动态性能要求较高的系统，单闭环系统就难以满足需要了。
为了实现在允许条件下的最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程。
按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。
所以，我们希望达到的控制：启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈；达到稳态转速后只有转速负反馈，不让电流负反馈发挥作用。
故而采用转速和电流两个调节器来组成系统。
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可以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。
二者之间实行嵌套（或称串级）联接，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，再把电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
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I电力拖动自动控制系统课程设计电气工程及其自动化专业任务书1.设计题目转速、电流双闭环直流调速系统的设计2.设计任务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，基本数据为：直流电动机：U n=440V，I n=365A，n N=950r/min，R a=0.04,电枢电路总电阻R=0.0825,电枢电路总电感L=3.0mH,电流允许过载倍数=1.5，折算到电动机飞轮惯量GD2=20Nm2。
晶闸管整流装置放大倍数K s=40，滞后时间常数T s电流反馈系数=0.274V/A (10V/1.5IN)转速反馈系数=0.0158V min/r (10V/nN)滤波时间常数取T oi=0.002s，T onII===15V；调节器输入电阻R a=40k(1)稳态指标:无静差(2)动态指标:电流超调量5%；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。
目录任务书 (I)目录 (II)前言 (1)第一章双闭环直流调速系统的工作原理 (2)1.1 双闭环直流调速系统的介绍 (2)1.2 双闭环直流调速系统的组成 (4)III1.3 双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性 (6)1.4 双闭环直流调速系统的数学模型 (9)1.4.1 双闭环直流调速系统的动态数学模型 (9)1.4.2 起动过程分析 (12)第二章调节器的工程设计 (15)2.1 调节器的设计原则 (15)2.2 Ⅰ型系统与Ⅱ型系统的性能比较 (16)2.3 电流调节器的设计 (18)2.3.1 结构框图的化简和结构的选择 (18)2.3.2 时间常数的计算 (20)2.3.3 选择电流调节器的结构 (20)2.3.4 计算电流调节器的参数 (21)2.3.5 校验近似条件 (21)2.3.6 计算调节器的电阻和电容 (23)2.4 转速调节器的设计 (24)2.4.1 转速环结构框图的化简 (24)2.4.2 确定时间常数 (25)2.4.3 选择转速调节器结构 (26)2.4.4 计算转速调节器参数 (26)2.4.5 检验近似条件 (27)IV2.4.6 计算调节器电阻和电容 (28)第三章Simulink仿真 (29)3.1 电流环的仿真设计 (29)3.2 转速环的仿真设计 (30)3.3 双闭环直流调速系统的仿真设计 (32)第四章设计心得 (34)参考文献 (35)1前言许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态、动态性能。
而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。
双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只是在超过临界电流值以后，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流的动态波形。
在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流〔转矩〕为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。
这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。
随着社会化大生产的不断发展，电力传动装置在现代化工业生产中的得到广泛应用，对其生产工艺、产品质量的要求不断提高，这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速，因此我们就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。
本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统，包括主电路和控制回路。
主电路由晶闸管构成，控制回路主要由检测电路，驱动电路构成，检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。
2第一章双闭环直流调速系统的工作原理1.1 双闭环直流调速系统的介绍双闭环〔转速环、电流环〕直流调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。
我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只I值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理是在超过临界电流dcr想的控制电流的动态波形。
带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图1-〔a〕所示。
当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必然拖长。
3I dL n t I d OI dmI dLnt I d O I dm I dcr nn (a) (b)4速起动过程图1 调速系统起动过程的电流和转速波形在实际工作中，我们希望在电机最大电流〔转矩〕受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流〔转矩〕为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
这样的理想起动过程波形如图1-〔b〕所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。
这是在最大电流〔转矩〕受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。
实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最I的恒流过程，按照反馈控制规快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值dm律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。
问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再靠电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速系统。
这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。
1.2 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2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5得良好的静态和动态性能。
图2 转速、电流双闭环直流调速系统图中U*n、U n—转速给定电压和转速反馈电压；U*i、U i—电流给定电压和电流反馈电压；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6 1.3 双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性7Ks α1/C eU *nU ct I dEnU d0 U n+ +-ASR +U *i-I d R RβACR - U iUPE8图3：双闭环直流调速系统的稳态结构图双闭环直流系统的稳态结构图如图3所示，分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI 调节器的稳态特征。
一般存在两种状况：饱和——输出到达限幅值；不饱和——输出未到达限幅值。
当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，相当与使该调节环开环。
当调节器不饱和时，PI 作用使输入偏差电压U ∆在稳太时总是为零。
实际上，在正常运行时，电流调节器是不会到达饱和状态的。
因此，对静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。
1．转速调节器不饱和这时，两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零，因此，*Un = Un =n ⨯α=0n ⨯α 〔1-1〕 *Ui = Ui =d I ⨯β 〔1-2〕由式〔1-1〕可得：n=α*nU =0n从而得到静特性曲线的CA 段。
与此同时，由于ASR 不饱和，*Ui <*imU 可知dI <dmI ，这就是说，CA 段特性从理想空载状态的Id=0一直延续到dI =dmI 。
而dmI ，一般都是大于额定电流dnI 的。
这就是静特性的运行段，它是一条水平的特性。
2．转速调节器饱和9这时，ASR 输出到达限幅值*imU ，转速外环呈开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。
双闭环系统变成了一个电流无静差的单电流闭环调节系统。
稳态时：dI =β*im U =dm I〔1-3〕其中，最大电流dmI 取决于电动机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度，由上式可得静特性的AB 段，它是一条垂直的特性。
这样是下垂特性只适合于n n 〈的情况，因为如果n n 〉，则*nn U U 〉，ASR 将退出饱和状态。
图4 双闭环直流调速系统的静特性曲线1.4 双闭环直流调速系统的数学模型 1.4.1 双闭环直流调速系统的动态数学模型双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。
双闭环直流调速系统的动态结构框图如图5所示。
图中10)(s WASR 和)(sWACR分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。
为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流dI显露出来。
11U *n αU ct-I dLnU d0U n + - - β - U iW ASR (s) W ACR (s) K s1/RT l s+1 R T m sU *iI d 1/C+E12图5：双闭环直流调速系统的动态结构框图1.4.2 起动过程分析双闭环直流调速系统突加给定电压gnU 由静止状态起动时，转速调节器输出电压giU 、电流调节器输出电压kU 、可控整流器输出电压dU 、电动机电枢电流aI 和转速n 的动态响应波形过程如图2—8所示。
由于在起动过程中转速调节器ASR 经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，整个动态过程就分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段。