转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真.pdf

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1、仲恺农业工程学院实验报告纸自动化学院（院、系）工业自动化专业144班组课学号201421714406姓名黄国盛实验日期2017年4月26日教师评定实验二转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真一、实验目的掌握直流双闭环调速系统的设计。进一步了解双闭环直流调速系统的基本组成以及其静态、动态特性；基本掌握ASR、ACR为了满足系统的动态、静态指标在结构上的选取，包括其参数的计算；运用MATLAB仿真系统对所建立的双闭环直流调速系统进行的仿真，进一步熟悉MATLAB的相关功能，掌握了其使用方法。二、实验设备及软件PC机一台、MATLAB2015b三、实验内容(一)电流环的设计1、电流环的

2、仿真框图及参数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：直流电动机：220V，136A，1460r/min，C0.132Vmin/r，允许过载倍数λ=1.5；e晶闸管装置放大系数：K40；s电枢回路总电阻：R=0.5Ω；时间常数：T0.03s，T0.18s，T0.0017s，T0.002s；lmsoi电流反馈系数：0.05V/A(10V/1.5I)；N设计要求设计电流调节器，要求电流超调量5%；i。图1.1电流环的仿真框图第1页共10页2、电流环的仿真模型1、Step模块Steptime:0—Initialvalue:0—F

3、inalvalue:10;2、Saturation模块限幅正负10;3、Simulation—ConfigurationParameters—DataImport/Export—去掉Limitdatapointtolast;4、积分调节环节设置积分饱和值为-10到10;5、Simulation—ConfigurationParameters—Solver—Starttime:0Stoptime:1.57、先测试三组参数设置67.567KT1.0,PI:2.027；s33.767KT0.5,PI:1.013；（整定结果）s16.89KT0.25,PI:0.5

4、067；s8、运行后点击Scope可见输出波形，可保存图形为figure图;9、在CommandWindow生成figure图的方法输入WorkspacePlot(tout,simout)（注：为了方便查看输出波形的参数和特性，建立以in1为输入和out1为输出的仿真模型如图1.3）图1.2电流环的仿真模型10、因为要用到SIMULINK的线性分析功能生成阶跃响应图，如图需设置闭环输入和闭环输出端口且输入乘10，从而保持原来的输入。11、运行后点击Analysis—Controldesign—LinearAnalysis—Step；右击阶跃响应图空白处可选择调出显示阶跃图的上

5、升时间、超调量、稳定时间、稳定值等特性参数。图1.3电流环的仿真模型2第2页共10页3、用工程设计的方法整定电流环PI调节器参数（1）确定时间常数1）整流装置滞后时间常数T。按表2-2，三相桥式电路的平均失控时间T0.0017s。ss2）电流滤波时间常数T。三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，oi应有(1~2)T3.33ms，因此取T2ms0.002s。oioi3）电流环小时间常数之和T。按小时间常数近似处理，取TTT0.0037s。iisoi（2）选择电流调节器结构根据设计要求5%，并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器

6、。电流iK(s1)ii环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器其传递函数为W(s)。ACRsiT0.03l检查对电源电压的抗扰性能：8.11，参见表3-2的典型I型系统动态抗扰T0.0037i性能，各项指标均可接受。（3）计算电流调节器参数K(s1)K/RiiS电流环开环传递函数为：W(s)opis(Ts1)(T1)ili因为TT，故选择PI调节器参数T0.03s，用调节器零点消去控制对象中大liil的时间常数极点，从而校正成典型I型系统。电流环开环增益：要求5%时，按表3-1，应取KT0.5，因此iIi0.50.5-1

7、-1Ks135.1sIT0.0037i于是，ACR的比例系数为KR135.10.030.5IiK1.013iK400.05s（4）检验近似条件-1电流环截止频率：K135.1sciI1）检验晶闸管整流装置传递函数的近似条件11-1-1s196.1s满足近似条件ci3T30.0017s2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件第3页共10页11-1-133s40.82s满足近似条件ciTT0.180.03ml3）检验电流环小时间常数近似处