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文檔簡介

1、機電控制系統分析與設計課程大作業之一基于MATLAB的直流電機雙閉環調速系統的設計與仿真1 計算電流和轉速反饋系數=Uim*Idm=10V4A=1.25=Unm*n=10500=0.02Vmin/r2 按工程設計法，詳細寫出電流環的動態校正過程和設計結果根據設計的一般原則“先內環后外環”，從內環開始，逐步向外擴展。在這里，首先設計電流調節器，然后把整個電流環看作是轉速調節系統中的一個環節，再設計轉速調節器。電流調節器設計分為以下幾個步驟：a 電流環結構圖的簡化1） 忽略反電動勢的動態影響在按動態性能設計電流環時，可以暫不考慮反電動勢變化的動態影響，即DE0。這時，電流環如下圖所示。2） 等效成

2、單位負反饋系統如果把給定濾波和反饋濾波兩個環節都等效地移到環內，同時把給定信號改成U*i(s) /b ，則電流環便等效成單位負反饋系統。 3） 小慣性環節近似處理由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以當作小慣性群而近似地看作是一個慣性環節，其時間常數為 Ti = Ts + Toi 簡化的近似條件為 電流環結構圖最終簡化成圖。 b 電流調節器結構的選擇1) 典型系統的選擇：從穩態要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉特性，采用 I 型系統就夠了。從動態要求上看，實際系統不允許電樞電流在突加控制作用時有太大的超調，以保證電流在動態過程中不超過允許值，而對電網電壓波動的及時抗擾作用只是

3、次要的因素，為此，電流環應以跟隨性能為主，應選用典型I型系統2) 電流調節器選擇 電流環的控制對象是雙慣性型的，要校正成典型 I 型系統，顯然應采用PI型的電流調節器，其傳遞函數可以寫成 Ki 電流調節器的比例系數；ti 電流調節器的超前時間常數3) 校正后電流環的結構和特性 為了讓調節器零點與控制對象的大時間常數極點對消，選擇則電流環的動態結構圖便成為圖a所示的典型形式，其中 a) 動態結構圖:b) 開環對數幅頻特性c. 電流調節器的參數計算 電流調節器的參數有：Ki 和 ti， 其中 ti 已選定，剩下的只有比例系數 Ki， 可根據所需要的動態性能指標選取。1) 參數選擇 在一般情況下，希望電流超調量si 5%，由第二章可選 x =0.707，KI TSi =0.5，則PWM功率變換器的開關頻率為f=10KHz，故其時間常數Ts=0.1ms將已知數據代入公式中，得Ti=Ts+Toi=0.1+0.2=0.3msKI=ci=12Ti=120.3KHz=1.67KHzIdL時，電機開始轉動，在本仿真中，是空載啟動，故電流IdL=0，即初始時刻，電機就開始轉動。當電流達到限幅值時，由于滯后延時的原因，Id會有小范圍的超調，在限幅的作用下，趨于一條直線，但是，轉速n未達到額定轉速n*，故在反饋調節的作用下，直線部分的電流Id略小于Idm，轉速直線上升。當轉速達到額定轉速后，電

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