【正文】 UnUiU*i+UcT AM+UdIdU P ELMT G+A C RA C RIn 圖 21 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 圖中 ，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。 按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的負反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負反饋應該能夠得到近似的恒流過程。 第 2 章 直流雙 閉環(huán) 調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的設計方法 8 第 2 章 直流 雙 閉環(huán) 調(diào)速系統(tǒng) 和調(diào)節(jié)器 的設計 方法 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及 其靜特性 采用 PI 控制器的單閉環(huán)系統(tǒng)，雖然實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)速，但因其結(jié)構中含有電流截止負反饋環(huán)節(jié)，限制了起制動的最大電流。因此被控制對象的參數(shù)變化與非線性特性 ,使得 PID 控制器的參數(shù)往往難以達到最優(yōu)狀態(tài) ,而且參數(shù)的一成不 變也 難以跟隨現(xiàn)場的動態(tài)變化。在工業(yè)現(xiàn)場的實際直流調(diào)速系統(tǒng)中 ,應用最為廣泛、技術較為成熟的是采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)。 a)動態(tài)降落△ Cmax 系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，突加一個約定的標準負擾動量，在過度中引起的輸出量最大降落值△ Cmax做動態(tài)降落， 調(diào)速系統(tǒng)突加額定負載擾動時轉(zhuǎn)速的動態(tài)降落稱作動態(tài)速降 △ nmax。5%（或取 177。超調(diào)量越小，相對穩(wěn)定性越好。 2 % ) C∞ 圖 11 典型的階躍響應過程和跟隨性能指標 a)上升時間 tr 圖 11 繪出了階躍響應的跟隨過程，圖中的 C∞是輸出量的穩(wěn)態(tài)值。 生產(chǎn)工藝對控制系統(tǒng) 動態(tài)性能的要求經(jīng)折算和量化后可以表達為動態(tài)性能指標。 （ 3） 變 壓調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)速范圍、靜差率與額定速降之間的關系。 并且，調(diào)速范圍和靜差率這兩項指標并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。 一般情況下，調(diào)速和穩(wěn)速在各種場合下都能碰到，我們給出調(diào)速 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標。 (3)改變電樞 回 路電阻 R， 在電動機電 樞 外串 聯(lián) 電阻進行調(diào)速，只能有級調(diào)速，平滑性差、機械特性軟、效率低。 (3)提高控制單元水平，使其具有控制、監(jiān)視、保護、診斷及其自動復原等多種功能。在快速響應性上，機組是秒級，而晶閘管變流裝置為毫秒級。但是汞弧變流器仍存在一些缺點 :維修還是不太方便，特別是水銀蒸汽對維護人員會造成一定的危害等。另一方面又可減少能量的損耗，提高效率。但缺點是效率低、機械特性軟、不能在較寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以目前極少采用。 直流調(diào)速系統(tǒng)的主要優(yōu)點在于 調(diào)速范圍廣，靜差率小，穩(wěn)定性好，具有良好的動態(tài)性能。s daily life as the main mechanicelectronic energy conversion device. PID control is often adopted in the digital control system of motor. Although it is simply constructed, it is not the best to get better control performance only by regulating parameters, such as to overe larger disturbance to improve dynamic quality. The paper is based on the analysis of the intelligent control, elaborating the present development condition of the PID control and the fuzzy control and the principle of the fuzzy control. Taking the fuzzy PID control as the research object, this paper presents a fuzzy PID controller for double closed loop DC speed regulating system. Compared with the traditional PID control, fuzzy control can greatly improve the effects by its stronger antidisturbance, quick response and good dynamics. Key Words: DC speed regulating system； PID control； fuzzy PID control；MATLAB simulation 目錄 目錄 摘 要 .............................................................. I ABSTRACT .......................................................... II 第 1 章 緒 論 ........................................................ 1 直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況 ................................................................................. 1 直流電動機的調(diào)速方法 ................................................................................. 2 本論文研究的目的與 內(nèi)容 ............................................................................. 6 第 2 章 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的設計方法 ......................... 8 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性 ................................. 8 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 ............................................ 8 穩(wěn)態(tài)結(jié)構框圖和靜特性 ........................................................................ 9 各變量的穩(wěn)態(tài)工作點和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算 .............................................. 11 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學模型和動態(tài)性能 ............................................ 12 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型 ...................................................... 12 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能 .............................................................. 12 轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器的作用 .......................................................... 13 調(diào)節(jié)器的工程設計方法 ............................................................................... 13 電流調(diào)節(jié)器的設計 ............................................................................... 14 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計 ............................................................................... 16 第 3 章 調(diào)速系統(tǒng)的控制方案 .......................................... 19 傳統(tǒng) PID 控制 ............................................................................................... 19 模糊控制 ....................................................................................................... 24 模糊控制的發(fā)展過程 .......................................................................... 24 模糊控制的基本理論 .......................................................................... 26 模糊控制器的數(shù)據(jù)庫 .......................................................................... 27 模糊控制規(guī)則庫 .................................................................................. 28 模糊推理決策 ...................................................................................... 29 模糊 PID 控制 ............................................................................................... 31 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的模糊 PID 控制器的設計 ............................................... 33 目錄 確定輸入與輸出變量的模糊子集和論域及其隸屬度 ...................... 34 確定模糊控制規(guī)則 .............................................................................. 35 設計模糊推理關系 .............................................................................. 35 模糊決策 .............................................................................................. 36 模糊判決 .............................................................................................. 37 第 4 章 系統(tǒng)仿真 .................................................... 39 Matlab/Simulink 簡介 ................................................................................ 39 Simulink 的啟動 ................................................................................... 39 Simulink 的菜單 ................................................................................... 39 Simulink 的功能模塊組 ....................................................................... 40 Simulink 的仿真過程 .................................................................................. 40 創(chuàng)建結(jié)構圖文件 .................................................................................. 40 結(jié)構圖程序設計 .................................................................................. 40 Simulink 仿真的啟動與停止 ............................................................... 41 傳統(tǒng) PID 控制的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真 ............................................... 41 建立系統(tǒng)仿真模型 ..........