單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與仿真(文件)
【正文】 京：中國電力出版社，2006[11] 潘曉晟，郝世勇. MATLAB電機仿真精華50例. 北京：電子工業(yè)出版社 2007[12] 洪乃剛. 電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真. 北京：機械工業(yè)出版社，2006[13 ] 周淵深. 電力電子技術與MATLAB仿真. 北京：中國電力出版社，2005致謝在本論文的寫作過程中，我的導師老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。. 北京：電子工業(yè)出版社，2006[6] 閻治安，崔新藝，蘇少平. 電機學. 西安：西安交通大學出版社，2006[7] 孫亮，楊鵬. 自動控制原理. 北京：北京工業(yè)大學出版社，2006[8] 王兆安，黃俊. 電力電子技術. 北京：機械工業(yè)出版社，2004[9] (美)卡西此時仿真參數(shù)stop time 。但是當Kp增大到40時，波形變得發(fā)散，說明Kp不能一直增大，否則會變得不穩(wěn)定。且動態(tài)模型中，轉速會慢慢趨于穩(wěn)定。 圖29 給定為18V額定電流下的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性 4. 圖30為用Ramp模塊加上staturation模塊限幅作為負載擾動。3., , 時的轉速輸出如圖29所示。由此建立有靜差調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型，并用MATLAB軟件對系統(tǒng)進行仿真。（1）其中給定為18V，給定和負載同時作用時的輸出波形如圖23所示 圖23 有靜差調(diào)速系統(tǒng)給定和負載 圖24無靜差調(diào)速系統(tǒng)給定和負載同時作用時的穩(wěn)態(tài)特性 同時作用時的穩(wěn)態(tài)特性與有靜差調(diào)速系統(tǒng)輸出波形圖相比較可知，加入無積分環(huán)節(jié)后，波形變得平滑了。由此建立有靜差調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型，并用MATLAB軟件對系統(tǒng)進行仿真。圖20 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器串聯(lián)校正(1)原始系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性 (2)校正環(huán)節(jié)添加部分的對數(shù)幅頻和相頻特性 (3)校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻和相頻特性從圖20的對比中可以看出：校正后的系統(tǒng)的仰臥頻段的斜率變陡，說明校正后的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度變好了（即靜差率變?。恍Ｕ蟮慕刂诡l率變小了，說明PI校正犧牲了系統(tǒng)的快速性。已知，則，取。margin(sys)得出原始閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的頻率特性如圖18： 圖18 原始系統(tǒng)的伯德圖由圖可見，相角裕度γ=，幅值增益裕度GM=，都是正值，所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。n3=[0 1]。s1=tf(n1,d1)。下面從原始系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性來分析研究閉環(huán)傳遞函數(shù)在一般情況下，因此項有兩個負實根，令其為和。(1）為，轉速降為n=。 stop time:，a)為，b）為。圖15 有靜差調(diào)速系統(tǒng)由于觸發(fā)裝置GT的控制電壓是由給定電壓和反饋電壓的差經(jīng)過放大器后產(chǎn)生的，所以二者的差不會很大，于是取，即常量值（constant value）設為18。20V，可以滿足需要，因此所取的值是合適的。 ：三相橋式可控整流電路，整流變壓器Y/Y聯(lián)結，二次電壓=230V，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大系數(shù)=40。上述分析表明，就穩(wěn)態(tài)抗擾性能來說，比例控制系統(tǒng)有靜差，而積分控制和比例積分控制系統(tǒng)都沒有靜差。圖11采用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)有靜差 圖12 給定為0時采用比例調(diào)節(jié)器的調(diào)速系統(tǒng)結構圖的一般情況 閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)結構圖負載擾動引起的穩(wěn)態(tài)速差：這和靜特性分析的結果是完全一致的。根據(jù)上面的分析可知，可能出現(xiàn)系統(tǒng)的臨界放大系數(shù)都比系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的比放大系數(shù)小，不能同時滿足穩(wěn)態(tài)性能指標，又保證穩(wěn)定和穩(wěn)定裕度。在突加輸入電壓時，輸出電壓突跳到，以保證一定的快速控制作用。用來衡量最小相位系統(tǒng)穩(wěn)定程度的指標是相角裕度γ和以分貝表示的幅值裕度Lg。采用運算放大器的PI調(diào)節(jié)器如圖7。然而，只要所設置的放大器僅僅是一個比例放大器，穩(wěn)態(tài)速差只能減小，但不能消除，因為閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為只有K=∞才能使，而這是不可能的。因此轉速負反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式式中為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)，這里是以作為電動機環(huán)節(jié)的放大系數(shù)的。對于一個調(diào)速系統(tǒng)，它的特性硬度或值是一定的，如果對靜差率的要求越嚴，也就是s越小，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍也越小。它和機械特性的硬度有關，特性越硬，靜差率越小，轉速的穩(wěn)定度越高。2．元件對過電壓、過電流以及過高的du/dt和di/dt都十分敏感，其中任一指標超過允許值都可能在很短時間內(nèi)損壞元件。2 單閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)簡介 V—M系統(tǒng)簡介晶閘管—電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V—M系統(tǒng)），其簡單原理圖如圖1。其數(shù)學計算部分提供了強大的矩陣處理和繪圖功能。隨著新型電力電子器件的研究和開發(fā)以及先進控制技術的發(fā)展，電力電子和電力拖動控制裝置的性能也不斷優(yōu)化和提高，這種變化的影響將越來越大。
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