武漢工程大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(存儲(chǔ)版)
【正文】 解法，這是針對(duì)無連續(xù)狀態(tài)系統(tǒng)特殊解法。這些問題比較復(fù)雜，涉及的因素也比較多，而且直接影響到數(shù)值解的精度、速度和可靠性。b，計(jì)算速度計(jì)算速度主要取決于每步積分所花費(fèi)的時(shí)間及積分的總次數(shù)，每步計(jì)算量同具體的積分方法有關(guān)。[num,den]=linmod(39。 圖21 ASR的輸出特性 圖22 ACR的輸出特性圖23 電動(dòng)機(jī)電流特性（2）仿真結(jié)果分析由圖2223可見，系統(tǒng)地工作過程可概括為如下幾點(diǎn)：（1）ASR從起動(dòng)到穩(wěn)速運(yùn)行的過程中經(jīng)歷了兩個(gè)狀態(tài)，即飽和限幅輸出與線性調(diào)節(jié)狀態(tài)；（2）ACR從起動(dòng)到穩(wěn)速運(yùn)行的過程中制工作在一種狀態(tài)，即線性調(diào)節(jié)狀態(tài)；（3）該系統(tǒng)對(duì)于起動(dòng)特性來說，已達(dá)到預(yù)期目的；（4）對(duì)于系統(tǒng)性能指標(biāo)來說，%，%。（3）與理想的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性相比較，該系統(tǒng)的起動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間顯得略長一些（輕載狀態(tài)下接近4s）。（2）系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)電壓的大幅波動(dòng)也同樣具有良好的抗擾能力。在圖20中還可以看出電流環(huán)的超調(diào)量很?。?）與過渡過程時(shí)間很短（）。將電流環(huán)從系統(tǒng)中分離出來（將電樞電壓對(duì)電流環(huán)影響看成是擾動(dòng)），電流環(huán)的模型如圖17所示。但步長h不能太小，因?yàn)椴介L太小會(huì)增加迭代次數(shù)，增加計(jì)算量，同時(shí)也會(huì)加大舍入誤差和積累誤差。一般來說，變步長解法已經(jīng)能夠把積分段分的足夠細(xì)，并不需要使用固定步長算法來獲得解的光滑曲線。當(dāng)模型中有連續(xù)狀態(tài)時(shí)，Simulink的默認(rèn)解法是ode45，這也是通常情況下最好的解法，是仿真的首選。當(dāng)然，這是需要時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)的。但是，由于這兩種設(shè)計(jì)方法從理論上來講都只適用于零初始條件下對(duì)線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，因此，對(duì)于含有非線性環(huán)節(jié)的可控硅調(diào)速系統(tǒng)來說，理論和實(shí)際的矛盾比較突出。圖11參數(shù)表與模型建立參數(shù)對(duì)話欄第一和第二項(xiàng)就是我們需要設(shè)置的傳遞函數(shù)的分子與分母，如我們需要設(shè)置電流環(huán)的控制器的傳遞函數(shù)：，這在對(duì)話欄的第一欄寫如：[ 1]，第二欄為：[ 0]。b，選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)由于設(shè)計(jì)要求無靜差，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)；又根據(jù)動(dòng)態(tài)要求，應(yīng)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)對(duì)消掉控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)（極點(diǎn)），選擇 （9）一般情況下，希望超調(diào)量σ%≤5%時(shí)，取阻尼比ξ=，得：，（） （10）又因?yàn)? （11）得到 （12）（2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)對(duì)于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速環(huán)通常希望具有良好的抗擾性能，因此我們要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)。時(shí)間常數(shù)：=，=。在零初始條件下，取等式兩側(cè)得拉氏變換，得電壓與電流間的傳遞函數(shù) （1）電流與電動(dòng)勢(shì)間的傳遞函數(shù)為 （2） a) b)c)圖2 額定勵(lì)磁下直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖a) 式（1）的結(jié)構(gòu)圖 b)式（2）的結(jié)構(gòu)圖c)整個(gè)直流電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖C．晶閘管觸發(fā)和整流裝置的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型在分析系統(tǒng)時(shí)我們往往把它們當(dāng)作一個(gè)環(huán)節(jié)來看待。3）被控對(duì)象的傳遞函數(shù)為，用simulin建模并分析其單位階躍響應(yīng)。4）掌握MATLAB軟件的繪圖功能5）掌握M函數(shù)的編寫。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：（詳見后面的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)）1. “雙閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)”的建模2. 電流環(huán)／調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)3. 電流環(huán)動(dòng)態(tài)跟隨性能仿真實(shí)驗(yàn)4. 轉(zhuǎn)速環(huán)／調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)5. 轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)抗擾性能仿真實(shí)驗(yàn)6. 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析?。ńo出仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果的對(duì)比／分析／結(jié)論） 三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析附件：“雙閉環(huán)控制直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)”數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉Matlab/Simulink仿真環(huán)境；5. 掌握Simulink圖形化建模方法；6. 驗(yàn)證 “直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)PID控制方案”的有效性。下面列出不同整流電路的平均失控時(shí)間：表1 各種整流電路的平均失控時(shí)間（f=50Hz）整流電路形式平均失控時(shí)間Ts/ms單相半波10單相橋式（全波）5三相全波三相橋式，六相半波用單位階躍函數(shù)來表示滯后，則晶閘管觸發(fā)和整流裝置的輸入輸出關(guān)系為按拉氏變換的位移定理，則傳遞函數(shù)為 （3）由于式（3）中含有指數(shù)函數(shù)，它使系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng)，分析和設(shè)計(jì)都比較麻煩。設(shè)計(jì)多閉環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是：從內(nèi)環(huán)開始，一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴(kuò)展。（3）ACR和ASR的理論設(shè)計(jì)及結(jié)果①電流環(huán)的設(shè)計(jì)電流環(huán)的設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)步驟如下：a，確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts按表1，三相橋式電路的平均失控
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