1、實驗3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真一、實驗目的1、掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的根本原理2、掌握運用MATLAB'Simulink仿真軟件建立轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真數(shù)學模 型，并具有一定的數(shù)據(jù)分析能力。二、實驗原理及步驟1、被控對象原始數(shù)據(jù)課本例 2-1，2-21直流電機數(shù)據(jù)：UN220V , IN 136A ,nN 1460r/min , Ce 0.132V min/r ,允許過載倍數(shù)1.5 ;2三相晶閘管整流裝置：Ks40, Ts 0.0017s3電樞回路總電阻R0.5;電樞回路電磁時間常數(shù)Tl0.03s ；機電時間常數(shù)Tm 0.18s ；轉(zhuǎn)速反應系數(shù)0.007

2、V min/r ；電流反應系數(shù)0.05V min/ r ；電流濾波時間常數(shù)Toi 0.002s ；轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) Ton0.01s ；對應額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓U n max 10V °2、電流環(huán)的仿真分析1電流環(huán)的數(shù)學模型如下2仿真模型的建立注意：建立模型時，忽略負載電流，即認為電機空載運行。3參數(shù)設置1先設置被控對象參數(shù)，見原始數(shù)據(jù)。2PI調(diào)節(jié)器中，Kp 1.013，Ki 33.77 ；積分器有限幅作用，上限為10,下限為-10；整個PI調(diào)節(jié)器輸出也有限幅作用，因此加一個限幅器Saturation，上限為10,下限為-10,見以下圖。3給定信號為階躍信號，階躍時間為 電流到達最大

3、值4仿真時間設為 0.05秒。5仿真結(jié)果見以下圖。0,初始值為0，終值為10。即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和,由上圖可知:195A,額定值為136A，此時相a此時轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流輸出到達最大值，約為 當于轉(zhuǎn)速的加速度最大，速度上升最快。b丨電流超調(diào)量約為 5%,滿足要求。3、雙閉環(huán)的仿真分析1轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)學模型如下a幾曲十1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖2仿真模型的建立3參數(shù)設置：1先設置被控對象參數(shù)，具體數(shù)據(jù)見原始數(shù)據(jù)。2轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)為階躍信號，階躍時間0,初始值0，終值10;3轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器參數(shù)：Kp 11.7，Ki134.48。積分器有限幅作用，上限為10，下限為-10；整個轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出也有限幅作用，因此加一個限幅器Saturation，上限為10,下限為-10。4電流調(diào)節(jié)器參數(shù)與電流環(huán)的仿真參數(shù)一樣。5用一個階躍信號給系統(tǒng)加額定負載，階躍時間1,初始值0，終值136額定負載電流6仿真時間為1.5秒。仿真結(jié)果見以下圖。由上圖可知:a起動時，電流迅速到達最大值，約為200A，此時電機的轉(zhuǎn)速以最大加速度快速上升。b大約在0.35秒處，轉(zhuǎn)速到達給定值，電流下降，經(jīng)過一定震蕩后，轉(zhuǎn)速到達額定值 1460r/min，此時因為空載運行，電流降低為0。c1秒