【正文】 0 . 0 1 8 1 0 . 0 1 8 1( ) 0 . 2 9 20 . 0 1 8 0 . 0 6 2A C R ssWs ??? ? ? （ 21） ② 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計 具體設(shè)計步驟如下： a， 確定時間常數(shù) 按小時間常數(shù)近似處理，取 2 0 .0 1 3 3 4 0 .0 0 5 0 .0 1 8 3 4 sn i onT T T??? ? ? ? ?。將 transfor F（傳遞函數(shù)）模塊用鼠標左鍵拖入新模型后雙擊 transfor F（傳遞函數(shù)）模塊得到圖 11，開始編輯此模塊的屬性。 實踐表明：應(yīng)用這些工程設(shè)計方法來設(shè)計電流調(diào)節(jié)器參數(shù)，其實際電流特性與預(yù)期的比較接近。我們就對其作出了適當?shù)恼{(diào)整，將速度控制器的傳遞函數(shù)改成 1?，將電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)改為 1?。 Simulink 提供的主要變步長解法包括： discrete(no continuous states)：針對無連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)特殊解法； ode45(DormandPrince)：基于 DormandPrince45 階的 RungeKutta 公式； ode23(BogackiShampine)：基于 BogackiShampine23 階的 RungeKutta 公式； 15 ode113(Adams)：變階次的 AdamsBashforthMoulton 解法； ode15s(stiff/NDF)：剛性系統(tǒng)的變階次多步解法； ode23s(stiff/)：剛性系統(tǒng)固定階次的單步解法。 Simulink 提供的定步長解法包括： discrete(no continuous states)：針對無連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)特殊解法； ode5(DormandPrince)： ode45 的確定步長的函數(shù)解法； ode4(RungeKutta)：使用固定步長的經(jīng)典 4 階 RungeKutta 公式的函數(shù)解法； ode3(BogackiShampine)： ode23 的確定步長的函數(shù)解法； ode2(Heun)：使用固定步長的經(jīng)典 2 階 RungeKutta 公式的函數(shù)解法，也稱 Heun解法； ode1 (Euler)：固定步長的 Euler 方法。當要求高精度仿真時，可采用高階的隱式多步法，并取較小的步長。 這就需要我們對電流環(huán)的跟隨性能加以分析。從圖 20 中可以更直接的看到這一點 。圖2繪出了該系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速在突加負載（ ΔI=12A）情況下電動機電流 Id 與輸出轉(zhuǎn)速 n 的關(guān)系；圖 2 26 分別繪出了電網(wǎng)電壓突減（ ΔU=100V）情況下晶閘管觸發(fā)整流裝置輸出電壓 Ud0、電動機兩端電壓 Ud，與輸出轉(zhuǎn)速 n 的關(guān)系。 c) 在 “雙閉環(huán)直流電動機調(diào)速系統(tǒng)”中，電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器的輸出都要設(shè)置“限幅”，試說明：你是如何選取限幅值的？ d) 假設(shè)系統(tǒng)中的勵磁電壓減小 /增加，試說明：系統(tǒng)轉(zhuǎn)速將可能怎樣變化？ 參考文獻： [1] 張曉華 主編 《 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與 CAD》 第 2版 機械工業(yè)出版社 20xx [2] 陳伯時 主編 《電力拖動自動控制系統(tǒng)》 第 2版 機械工業(yè)出版社 20xx 。擾動加入的時間均為 。 [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) Nyquist(sys) Step(sys) 我們還可以得到以下的數(shù)據(jù) : gm = pm = wcg = wcp = 剪切頻率 ω c=；相 角相對裕度 δ =176。 綜上所述，我們采用 Simulink 的默認的 ode45 變步長仿真解法，從后面的仿真結(jié)果可以會看出，效果是能夠令人滿意的。 a， 精度要求 影響數(shù)值積分精度的因素包括截斷誤差（同積分方法、方法階次、步長大小等因素有關(guān)），舍入誤差（同計算機字長、步長大小、程序編碼質(zhì)量等等因素有關(guān)），初始誤差（由初始值準確程度確定）。當選擇 MultiTasking 模式時， Simulink 會對不同模塊間是否存在速率轉(zhuǎn)換進行檢查，當不同采樣速率的模塊直接相連時 會給出錯誤提示；當選擇 SingleTasking 模式時則不會。此時需要設(shè)定： Max step size（最大步長）、Min step size（最小步長）、 Initial step size（初始步長）和誤差限，通常誤差限由 Relative tolerance（相對誤差）和 Absolute tolerance（絕對誤差）兩個參數(shù)來設(shè)置。 因此，速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計參數(shù)與實際調(diào)試結(jié)果相差比較大，使系統(tǒng)對負載擾動引起的動態(tài) 速降（升）缺乏有效的抑制能力，存在起動和制動過程中超調(diào)量大，突加（減）負載時，動態(tài)速降（升）大等缺點 。 圖 13 為按照理論設(shè)計得到的轉(zhuǎn)速輸出波形。 打開 Windows 開始菜單，選擇程序，選擇 ，選擇并點擊，啟動 MATAB 程序，如圖 8，點擊后得到下圖 9： 圖 8 選擇 MATAB 程序 10 圖 9 界面 點擊 smulink 中的 continuous,選擇 transfor F（傳遞函數(shù)）就可以編輯系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型了，如圖 10。 電流環(huán)小時間常數(shù) iT? 取 67 67si s oiT T T? ? ? ? ? ?。 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖繪于圖 5，它增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個給定濾波環(huán)節(jié) 。 3 ()ctUs 0 ()dUssTssKe? ()ctUs 0 ()dUs1ssKTs? a) b) 圖 3 晶閘管觸發(fā)和整流裝置的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 a) 準確的結(jié)構(gòu)圖 b)近似的結(jié)構(gòu)圖 D． 比例放大器、測速發(fā)電機和電流互感器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型 比例放大器、測速發(fā)電機和電流互感器的響應(yīng)都可以認為是瞬時的，因此它們的放大系數(shù)也就是它們的傳遞函數(shù)，即 ()()ct pnUsKUs?? （ 5） ()()nUsns ?? （ 6） ()()idUsIs?? （ 7） E． 雙閉環(huán)控制直流電動機調(diào)速 系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型 根據(jù)以上分析，可得雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下 1/1lRTs ?mRTs1eC1ssKTs ?()A CRWs()A SRWs ??nU ? iU ? ctU 0dU dLI dI n nU iU_ __ _ 圖 4 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 實驗系統(tǒng)參數(shù) 系統(tǒng)中采用三相橋式晶閘管整流裝置，基本參數(shù)如下： 直流電動機： 220V， ， 1480r/min， eC =（ r/min）， 允許過載倍數(shù) λ=。 下面分別建立雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的微分方程和傳遞函數(shù)。current_loop39。 sys=tf(num,den)。 Z=exp(R)。 實驗結(jié)果： 0 1 2 3 4 5 6 71 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81 （ 2）實驗程序： t=0:pi/20:2*pi。 武漢工程大學(xué)實驗報告 專業(yè)班級： 10 工電 02 姓名： 孔令上 學(xué)號： 1004150213 課程名稱： 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與 CAD 實驗成績： 指導(dǎo)老師： 王利恒 實驗名稱： Matlab 的基本操作與編程 一、實驗?zāi)康模? 1）熟悉 MATLAB 軟件的運行環(huán)境和基本操作 2）掌握 MATLAB 矩陣的輸入方式、元素的提取與組合 3）掌握數(shù)值運算。 plot(x, y)。 R=(X.^2+Y.^2)/((1)*4)。 ti