电机与运动控制实验报告格式(完整版)

报告编号：YT-FS-9627-63

电机与运动控制实验报告

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After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.

互惠互利共同繁荣

Mutual Benefit And Common Prosperity

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备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。

实验名称：电流、转速调速调节器设计

一、实验目的

1、掌握双闭环直流调速系统的稳态参数计算、系统的稳定性分析

2、了解用MATLAB软件工具对系统的电流环和速度环作PI调节器设计

3、熟悉对系统进行仿真的步骤和方法

二、实验过程 1、设计要求

（1）静态指标：无静差

（2）动态指标：电流超调量小于等于5%；空载启动到额定转速时的转速超调量小于等于10% 2、电流环设计

（1）确定时间常数：经计算得电流环小时间常数

之和为0.0037s （2）选择电流调节器结构：采用PI 调节器

（3）计算电流调节器参数：电流调节器超前时间常数为0.03s，ACR比例系数为1.013

（4）校验近似条件：均满足近似条件

（5）计算调节器电阻电容：按照计算得出的电阻电容参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为4.3%，小于5%，满足设计要求 3、转速环设计

（1）确定时间常数：经计算得转速环小时间常数之和为0.0174s （2）选择转速调节器结构：采用PI 调节器

（3）计算转速调节器参数：ASR超前时间常数为0.087s，ASCR比例系数为11.7

（4）校验近似条件：均满足近似条件

工学院实验报告

（5）计算调节器电阻电容

（6）校核转速超调量：转速环可以达到的动态跟随性能指标为8.31%，小于10%，满足设计要求

4、电流闭环控制系统仿真图1电流环仿真模型

5、转速环仿真设计

图2 转速环仿真模型

6、不同PI参数下仿真图对比

表1中序号1为以KT=0.25的关系式按典型I系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时无超调、但上升时间长；序号2为以KT=0.5的关系式按典型I系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时超调量小、上升时间较短，兼顾了稳定性和快速性；序号3为以KT=1的关系式按典型I 系统设计得到PI调节器的阶跃仿真结果图，可以看出此时上升时间短、但超调大；序号4为开环时仿真结果图，可以看出系统将不会达到稳态。因此序号2的电流、转速调速调节器的设计合理。

工学院实验报告

表1不同PI参数下仿真图对比

三、实验总结

通过本次实验，我掌握了双闭环直流调速系统的

稳态参数计算、系统的稳定性分析，学会了使用MATLAB软件对系统的电流环和速度环作PI调节器设计，熟悉了对系统进行仿真的步骤和方法。

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