【正文】 動時，由于電動機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動。但是由于電流值達(dá)到限幅電流時，電流調(diào)節(jié)器ACR 的作用使電流不再增加。從啟動時間上看，第二階段恒流升速是主要的階段，因此雙閉環(huán)系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了電流受限制下的快速啟動，利用了飽和非線性控制方法，達(dá)到“ 準(zhǔn)時間最優(yōu)控制”。通過仿真可知：啟動時，讓轉(zhuǎn)速外環(huán)飽和不起作用，電流內(nèi)環(huán)起主要作用，調(diào)節(jié)啟動電流保持最大，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達(dá)到給定值；穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋外環(huán)起主要作用，使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電壓的變化而變化，電流內(nèi)環(huán)跟隨電流外環(huán)調(diào)節(jié)電機(jī)的電樞電流以平衡負(fù)載電流。調(diào)試的主要任務(wù)是排除系統(tǒng)的故障和錯誤。但是，通過設(shè)計我也明白一點(diǎn)，我們上課所學(xué)到的知識在做本設(shè)計時是遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不夠的，只是設(shè)計的一點(diǎn)皮毛而已。我們以前學(xué)習(xí)的知識都漸漸離我們遠(yuǎn)去，甚至不知道、不清楚哪些知識該用到哪些地方，什么時候用。9 參考文獻(xiàn)[1]王兆安，[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022.[2]張廣溢，[M].重慶：重慶大學(xué)出版社， 2022.[3][M].重慶：重慶大學(xué)出版社， 2022.[4] DXP 電子電路設(shè)計培訓(xùn)教程 [M].北京：人民郵電大學(xué)出版社， 2022.[5] Matlab 仿真[M]. 北京：中國電力出版社，2022.[6]（第 2 版）[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 2022[7]——運(yùn)動控制系統(tǒng)（第 3 版）。與此同時，在團(tuán)隊的協(xié)作中使我們在與人共事之中學(xué)會交流學(xué)會合作。經(jīng)過這次的課程設(shè)計，不僅在書上學(xué)到的知識得到了鞏固，而且還在設(shè)計過程中拓展了其他沒有學(xué)過的知識。本次設(shè)計的時間比較倉促，但我在***老師的指導(dǎo)下和同學(xué)們得幫助下，克服了很多困難圓滿完成這次設(shè)計。在課程設(shè)計過程中，我都按照自動控制系統(tǒng)課上學(xué)到的設(shè)計步驟來做，首先熟悉系統(tǒng)的工藝，進(jìn)行對象的分析，設(shè)計總體方案，其間與同學(xué)進(jìn)行幾次方案的討論、修改，再討論、再修改，最后定案，確定最終方案，然后設(shè)計硬件部分，通過查資料選取適當(dāng)?shù)挠布嫵鰧?yīng)的電路圖，接著設(shè)計控制器，以及各部分的功能模塊的實現(xiàn)。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，ASR 的作用是對轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)并使之在穩(wěn)態(tài)是無靜差，其輸出限幅決定允許的最大電流。7 設(shè)計結(jié)論雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓由靜止?fàn)顟B(tài)啟動時，轉(zhuǎn)速和電流的動態(tài)過程如仿真波形所示。當(dāng)電流值達(dá)到限幅電流時，由于電流調(diào)節(jié)器 ACR的作用使電流不再增加。此后，電動機(jī)在負(fù)載的阻力作用下減速，轉(zhuǎn)速在出現(xiàn)一些小的振蕩后很快趨于穩(wěn)定。使系統(tǒng)在最短時間內(nèi)完成啟動。6．1 電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線在電流上升階段，由于電動機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動。仿真可采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法或面向電氣系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法，本文采用面向傳遞函數(shù)的仿真方法。控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真是控制系統(tǒng)計算機(jī)仿真一個特殊軟件工具的子集。 編制自控系統(tǒng)仿真程序?qū)τ诜菍崟r系統(tǒng)的仿真，可以用一般的高級語言，例如 Basic、Fortran 或 C 等語言編制仿真程序。還得將其轉(zhuǎn)換為能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行仿真的模型。對于很多復(fù)雜的系統(tǒng)，則必須通過實驗方法并利用系統(tǒng)辨識技術(shù)，考慮計算所要求的精度，略去一些次要因素，使模型既能準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的動態(tài)本質(zhì)，又能簡化分析計算的工作。 仿真軟件操作過程 建立自控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，是描述系統(tǒng)輸入、輸出變量以及內(nèi)部各變量之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。熟練掌握利用計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)研究和工程應(yīng)用的技術(shù)，已經(jīng)成為廣大科研設(shè)技人員必須具備的基本能力之一。在工程設(shè)計時，首先根據(jù)典型 I 型系統(tǒng)或典型Ⅱ型系統(tǒng)的方法計算調(diào)節(jié)器參數(shù)，然后利用 MATLAB 下的 SIMULINK 軟件進(jìn)行仿真，靈活修正調(diào)節(jié)器參數(shù)，直至得到滿意的結(jié)果。3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的主電路各器件的選擇和計算3．1 主電路參數(shù)的選擇與確定3．1．1 直流電機(jī)的基本參數(shù)某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下：額定電壓:Un=220V 額定電流:In=136A額定轉(zhuǎn)速 :Nn=1460r/min (4 極)電樞電阻：Ra= GD^2=*m^2勵磁電壓：Uf=220V勵磁電流：If=電動機(jī)電勢系數(shù) :Ce=*min/r 采用三相橋式整流電路，整流器內(nèi)阻 Rrec=，電抗器：Lp=200mH3．1．2 設(shè)計指標(biāo)：動態(tài)指標(biāo)：1．電流超調(diào)量 δ%≤5% ：δ%≤10% :λ= h=53．2 參數(shù)的選取和計算取電流反饋濾波時間常數(shù) Toi=；轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù) Ton=；取轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的飽和值為 12V，輸出限幅值為 10V，額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速給定Un*=10V。如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，會有振蕩過程。 ASR 輸入偏差電壓變負(fù)，開始退出飽和， U*i 和 Id 很快下降。電機(jī)的反電動勢 E 也按線性增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說，E 是一個線性漸增的擾動量，為了克服它的擾動， Ud0 和 Uc 也必須基本上按線性增長，才能保持 Id 恒定。當(dāng) Id ≥ IdL 后，電機(jī)開始起動，由于機(jī)電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長，ASR 輸入偏差電壓仍較大， ASR 很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，而 ACR 一般不飽和。當(dāng)故障消失時，系統(tǒng)能夠自動恢復(fù)正常。圖中 和 分別)(sWASR)(sACR表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。U?圖 3 Ks ? 1/CeU*n UctIdEnUd0Un+ +ASR+U*i IdR R ? ACRUi UPE實際上，在正常運(yùn)行時，電流調(diào)節(jié)器是不會達(dá)到飽和狀態(tài)的。圖 2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)圖中U *n、U n—轉(zhuǎn)速給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓 U*i、 Ui—電流給定電壓和電流反饋電壓 ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR—電流調(diào)節(jié)器 TG—測速發(fā)電機(jī) TA—電流互感器 UPE—電力電子變換器1．3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)太結(jié)構(gòu)圖和靜特性首先要畫出雙閉環(huán)直流系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 3 所示，分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)太特征。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。問題是希望在啟動過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用，因此我們采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在實際工作中,我們希望在電機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加