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1、基于matlab软件的直流调速系统辅助设计单•片机2007-11-0319:32:23阅读32评论0字号：大中小订阅基Tmatlab软件的直流调速系统辅助设计何志琴摘要：采用matlab软件小的控制工具箱对直流电动机双闭坏调速系统进行计算机辅助设计，并用simulink进行动态数字仿其结果表明，用matlab软件是控制系统设计与仿真丫內一种功能完善、编程简单、且具有较高粘度的有力工具。关键词：直流调速系统；调节器；工具箱；仿真0前言现代电力拖动控制技术已经不再是一些电控设备的简单应用，它已成为电工、H动控制、计算机应用、电力电子学、数字
2、仿真与cad等多门学科互和交叉的新兴学科。八十年代中期，国际上已将其公认为“运动控制系统”。单纯的数字仿真，儿乎已经无法进行运动控制系统的设计研究，而必须应川包挤分析、比较、自动寻优、检验等都在计算机上进行的整个设计过程,这就是计算机辅助设计(cad)。目前,matlab因其含有极为丰富的专用于控制工程与系统分析的两数，且提供方便的图形功能，它已成为国际控制界应用最广的语言利工具。1动态cad的实现本文利川matlab软件中的toolbox软件对双闭环直流调速系统进行动态校正设计。双闭环直流调速系统动态结构图如图1所示。系统基木参数如下
3、：直流电动机:220v,136a,1460r/min,ce=0.132vmin/r,允许过载倍数入=1.5：晶闸管装置放人系数：ks=40；电枢回路总电l^ll：ra=0.5u)；时间常数：tl=0.03s,tm=0.18s,ts=0.0017s,toi=0.002s,ton=0.18s；电流反馈系数：b=0.05v/a：转速反馈系数：a=0.007vmin/ro设计要求：内环：wgc=135pm=65;外环：wgc=100pm=50o(wgc-剪切频率，pm■相角裕量)1.1设计方法与有关程序根据系统频域拆标，依照“先内环后外环”的设
4、计思路分别进行电流调节器ac、转速调节器as设计。1.1.1电流调节器设计利用bode图，对电流内环进行超前/滞后补偿设计，需按matlab语言规则，编制如下程序，并运行该程序，便得设计结果。电流调节器传递函数：wai(s)=(1.27s+1)/(1.1702s+1)o设计前后，电流内环的bode图分别见图2与图4。1.1.2转速调节器设计设计过程同上,程序清单略。设计结果:war(s)=(0.033s+5)/(0.087s+1).校正前后转速外环的bode图分别见图3和图5.图2电流环未校正前bode图图3转速环未校止前bode图程序
5、淸单：(部分略)%电流环bode图％den1=([0.00171]);num1=40;den2=([0.031]);num2=2;num3=.05;den3=([0.0021]);Lnum4,den4]二series(num1,den1,num2,den2);[num,den]=feedback(num4,den4,num3,den3)w=logspace(-1,4,100)：[m,p]=bode(num,denfw);subplot(211);semilogx(w,20*log10(m));title('电流内环bode');subp
6、lot(212);semilogx(w,p)；gtext(ffrequency(rad/sec)f)gtext('gaindb');gtext('phasedeg1)；printsys(num,den)%电流调节器的设计％den1=([0.00171]);num仁40;den2=([0.031]);num2=2;num3=.05;den3=([0.0021]);[num4,den4]=series(num1,den1,num2,den2);[num,den]=series(num4,den4,num3,den3)printsys(num
7、,den)：wgc=135;dpm=65;kc=34;ngv=polyval(num,j*wgc);dgv=polyval(den,j*wgc);g二ngv/dgv;thetag=angle(g);thetagd二thetagX80/pi；mg=abs(g)；dpmrad=dpm*pi/180;tz=(1+kc*mg*cos(dpmrad-thetag)/(-wgc*kc*mg*sin(dpmrad-thetag))tp=(cos(dpmrad-thetag)+kc*mg)/(wgc*sin(dpmrad・thetag))nk二[tz,
8、l];dk=Ctp.1]图4电流环校正后bode图图5转速环校正后bode图1.2系统仿宾利用simulink软件对已完成校正系统经仿真，可获得相应的时域动态性能指标。1.2.1建立适合于matlab的模盘
