双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究.doc

《双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究摘要:采用MATLAB软件屮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，同时杏看仿真波形，以此验证设计的调速系统是否可行。木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。关键词：真流电机，双闭环，调速，MATLAB,simulinkDoubledosedloopDCspeedcontrolsystemmodelingandsimulationexperimentresea

2、rchABSTRUCT：UsingMATLABsoftwareinthecontrolofDCmotordoubleclosedloopspeedregulationsystemofcomputeraideddesign,andusingSIMULINKfordynamicdigitalsimulation,andsimulationwaveform,toverifythedesignofcontrolsystemisfeasible.ThisarticlefromtheDCmotor'sworkingprinciple

3、,establishedthedoubleclosedloopDCspeedgoverningsystemmathematicalmodel,andadetailedanalysisofthesystemprincipleanditsstaticanddynamicperformance.正文：由《电力拖动自动控制系统》一书里所知，对电机进行调速有三个方案：1•改变冋路电阻。2.改变电枢电压。3.改变绕组磁通量。其屮以通过改变电枢电压来进行电机调速较为普遍，因为该调速方法可以实现大范用平滑调速，是日前直流调速系统采用的主

4、要调速方案。但电机的开环运行性能远远不能满足要求。按反馈控制原理组成转速闭环系统是减小或消除静态转速降落的有效途径。转速反馈闭环是调速系统的基木反馈形式。可要实现高精度和高动态性能的控制，不尽要控制速度，同时还要控制速度的变化率也就是加速度。由电动机的运动方程可知加速度与电动机的转矩成正比关系，而转矩又与电动机的电流成正比。因而同时对速度和电流进行控制，称为实现高动态性能电机控制系统所必须完成的T作。因而也就有了转速、电流双闭环的控制结构。二、系统的工作原理2.1双闭环直流调速系统的介绍双闭环调速系统的工作过稈和原理：电

5、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，经放大示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，肓流电压迅速上升，电流也随即增大肓到等于最大给定值，电动机以故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泄转速丿乙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。对负

6、载引起的转速波动，速度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器来修正触发器的移相电压，使柴流桥输出的育流电压相应变化，从而校正和补偿电动机的转速偏弟。另外电流调节器的小时间常数，还能够对因电网波动引起的电动机电枢电流的变化进行快速调节,可以在电动机转速还未来得及发生改变时，迅速使电流恢复到原来值，从而使速度更好地稳定于某一转速下运行。2.2双闭环真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，可在系统屮设置两个调节器，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，

7、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，再用电流调节辭的输出去控制电力电了变换器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转速、电流双闭环直流调速系统其屮：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-电力电了变换器转速给定电压比-转速反馈电压Ui-电流给定电压Ui-电流反馈电压2.3转速、电流双闭环真流调速系统一般来说，我们总希望在最大电流受限制的情况下，尽最发挥直流电动机的过载能力，使电力拖动控制系统以

8、尽可能大的加速度起动，达到稳态转速后，电流应快速下降，保证输出转矩与负载转矩平衡，进入稳定运行状态。这种理想的起动过稈如图2所示。图3双闭环育流调速系统动态结构图参考双闭环的结构图和一些电力电了的知识,采用机理分析法可以得到双闭环系统的动态结构图如图3所示。2.4系统的参数描述参数：Q="兰虽nN220-136x0.