MATLAB仿真技术大作业.docx

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1、直流调速系统仿真——MATLAB仿真技术大作业1、电机开环特性电机电枢联接500V直流电源。画出转速n的波形,根据仿真结果求出空载和负载时的转速n以及静差率s。空载转速:2500rad/s负载转速:2300rad/s静差率:0.082、转速闭环控制为了改善电机调速性能,对该直流电机加入转速闭环控制。将电机电枢联接至受控电压源。转速控制器使用比例-积分控制器,转速指令为2500rpm。调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。调节PI分别为0.43,10时响应最好,①画出转速n的波形,这时超调量:3.84%,动态响应时间:0.09s②画出电机电枢电流波形,起动时的

2、最大电枢电流为:2094A,负载时的稳态电枢电流为:100A3、改善电机起动特性电机起动时有很大的冲击电流。通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法,限制电机的起动电流,斜坡函数的斜率为5000,画出转速n和电枢电流的波形。4、降压斩波器供电画出转速n和电枢电流的波形,并与使用理想受控电源的情况进行比较。左下图为参考转速与实际转速的差波形。①从转速图中看,在1.5s加入负载时,3中出现了一个较明显的凹陷,这是因为突然加入负载,使得转速下降,但经过闭环调节又恢复了原速。在4中,其实放大看也是有凹陷的,但是因为4中通过PWM控制使得在转速不大时便能回到稳态值。②从电枢电流波形看,4中

3、在条件变化时都出现了振荡,这也是因为电压受开关控制造成的。而且在0~0.5s,起动阶段由于波速差由大振荡衰减小,经过闭环调节,电枢电流振荡减小;之后因为参考波速一直以恒定斜率增大,波速差固定,电枢电流稳定在一个值下,但并不是10A。在0.5s,参考波速不再增大,在经过闭环调节后,波速差稳定为0,因为在空载状态,所以电枢电流也为0。而调节过程因为波速忽大忽小,所以电枢电流振荡衰减。同样的,在1.5s加入负载时,波速突然减小,波速差振荡衰减,到最后,波速差恢复为0,此时电枢电流为100A。在3中,只有闭环调节作用,没有振荡。5、简化降压斩波器降压斩波器只使用一只IGBT和一只二极

4、管。画出转速n和电枢电流的波形,并与第4问的波形进行比较。右上图为参考转速与实际转速的差波形。①从转速波形看,5中的转速又出现了小凹陷,我们可以看到在1.5s时刻,转速差很大,并不能有效地限制转速变化,.②从电枢电流波形看,4的纹波要比5中的小,而且冲击电流也较小。在0~0.5s时依然转速差固定,存在不为100A的电枢电流。在0.5s~1.5s时,转速差为一恒定负值,所以在经过PI环节后相差越来越大,远远超过PWM发生器内载波幅值,IGBT上的信号一直为低电平,所以电枢电流恒定为0。在1.5s以后,同理,出现了更大的转速差,更大的冲击电流,然后振荡衰减。

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