1、比例積分控制的單閉環直流調速系統仿真一、實驗目的1熟練使用MATLAB下的SIMULINK仿真軟件。2.通過改變比例系數 ？?以及積分時間常數t的值來研究?r?和t對比例積分控制的直流調速系統的影響。二、實驗內容1. 調節器的工程設計2. 仿真模型建立3系統仿真分析三、實驗要求建立仿真模型，對參數進行調整，從示波器觀察仿真曲線，對比分析參數變化對系統穩定性，快速性等的影響。四、實驗原理+調速范圍和靜差率是一對互相制約的性能指標，如果既要提高調速范圍，又要降低靜差率，唯一的方法采用反饋控制技術，構成轉速閉環的控制系統。轉速閉環控制可以減小轉速降落，降低靜差率，擴大調速范圍。在直流調速系統中，將轉

2、速作為反饋量引進系統，與給 定量進行比較，用比較后的偏差值進行系統控制，可以有效的抑制甚至消除擾動造成的影響。當t=o時突加輸入？?n時，由于比例部分的作用，輸出量立即響應，突跳到？?x(?= ?, 實現了快速響應；隨后 ？以？按積分規律增長，？x(?= ?n + (?/ Tn)?在? ?寸，輸 入突降為0 , ?益=0 , ?gx(?=(?/ T禺?，使電力電子變換器的穩態輸出電壓足以克服負載電 流壓降，實現穩態轉速無靜差。五、實驗各環節的參數及？和1/ T的參數的確定5.1各環節的參數：直流電動機：額定電壓？k=220V ,額定電流？N=55A,額定轉速？N=1000r/min,電動機電動

3、 勢系數？?=0.192V ? min/r。假定晶閘管整流裝置輸出電流可逆，裝置的放大系數？?=44，滯后時間常數？S=0.00167s。電樞回路總電阻 R=1.0 Q,電樞回路電磁時間常數 ？?=0.00167s電力拖動系統機電時間常 數？m=0.075s。轉速反饋系數 a=0.01V ? min/r。對應額定轉速時的給定電壓？1?=10V。穩態性能指標D=20, s 5%。5.2 ?和1/t的參數的確定:PI調節器的傳遞函數為?彩？?？1?* 1? = ? ?其中，?= ?(1) 確定時間常數1) 整流裝置滯后時間常數 ?= 0.00167s ;2) 轉速濾波時間常數？為=0.001s ；

4、3) 轉速環小時間常數？爲=?on + 2(?+ 0.002s) = 0.0174s ;(2) 計算參數按跟隨和抗擾性都較好的原則，取h=5,則調節器超前時間常數，即積分時間常數:? ?寛n = 0.087s，則 1/ 仔 11.5由此可得開環增益：?=?m? +12?2?寛 n2 396.4s -2于是放大器比例放大系數:?=(? + 1)?-m?2?gn六、仿真模型的建立如圖6-1為比例積分控制的無靜差直流調速系統的仿真框圖，根據仿真框圖，利用 MATLAB下的SMULINK軟件進行系統仿真，建立的仿真模型如圖6-2所示。圖6-1比例積分控制的無靜差直流調速系統的仿真框圖七、仿真模型的運行

5、對比圖7-1和圖7-2可以發現，只應用比例控制的話，系統響應速度快，但是靜差率大, 而添加積分環節后，系統既保留了比例環節的快速響應性， 又具有了積分環節的無靜差調速 特性，使調速系統穩定性相對更高，動態響應速度也快。八、仿真結果分析（修改？和1/ t的參數，觀察Scope曲線變化）當取?=0.25, 1/=3時，系統轉的響應無超調，但調節時間很長。如圖8-1所示:圖8-1無超調的仿真結果當？?=0.8, 1/ =15時，系統轉速的響應的超調較大，但快速性較好。如圖8-2所示。圖8-2超調較大的仿真結果控制系統的各項動態跟隨性能指標與參數 KT有關。當系統的時間常數 T一定時，隨著開 環增益K的增大，系統的快速性提高，而穩定性變差。若要求動態響應快，則把K取得大一點；若要求超調小，則把 K取得小一點。九、心得體會通過此次試驗，使我對MATLAB中的SIMULINK 仿真軟件也有了進一步的了解， 通過 SIMULINK 仿真軟件的仿真功能，可以