【正文】 ； ； ；.?7.?? sTi074； ； ；hn8.??sTi?27圖 51 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)控系統(tǒng)仿真模型28 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開(kāi)始進(jìn)行仿真。晶閘管 電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制電壓就可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)不能滿足對(duì)穩(wěn)定性要求好。對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)的研究，MATLAB 的 Simulink 確實(shí)是個(gè)經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快速、高效的工具。最后，再次向幫助我的所有老師表示感謝。在合肥學(xué)院學(xué)習(xí)生活的四年里，各位任課老師深厚廣博的學(xué)識(shí)使我增長(zhǎng)了知識(shí)，開(kāi)拓了視野。為了解決單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題，就需采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，采用兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別對(duì)轉(zhuǎn)速和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR 輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線性調(diào)節(jié)階段，使轉(zhuǎn)速保持恒定，實(shí)際仿真結(jié)果基本上反映了這一點(diǎn)。下面就使用 Power System 工具箱進(jìn)行雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真 雙閉環(huán)系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置采用 Power System 模型組裝成的轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型如圖 51 所示。???2：確定將轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)成何種典型系統(tǒng) 由于設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)速無(wú)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)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)25按典型 II 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)。.3isoi??2，選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求： ，且 ，可按典型Ⅰ型設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)%5?i?./6./ ????ilT器。圖 47 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和電流波形雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的三個(gè)特點(diǎn)：1．飽和非線性控制：當(dāng) ASR 飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng) ASR 不飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)靜差系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)則表現(xiàn)為電流隨動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)ACR 采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其輸出量按線性增長(zhǎng)，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，也就是說(shuō)， 應(yīng)略低于 。由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會(huì)很快增長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器dLI?ASR的輸入偏差電壓 的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 ，強(qiáng)迫電nnU???* *imU樞電流 迅速上升。而電網(wǎng)電壓擾動(dòng)作用在離被調(diào)量n 更遠(yuǎn)的位置，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 不能及時(shí)對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié)，但是因?yàn)樗饔迷诒浑娏髫?fù)反饋環(huán)包圍的前向通道上，使電壓波動(dòng)可以直接通過(guò)電流反饋得到及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來(lái)，抗擾性能高。在減速過(guò)程中，由于主電路電流的不可逆性，跟隨性能變差。圖 45 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特19 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與動(dòng)態(tài)分析U*n? UctIdLnUd0Un+? UiWASR(s) WACR(s) Ks Tss+11/RTl s+1RTmsU*i Id1/Ce+E圖 46 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要形式仍然是以傳遞函數(shù)或零極點(diǎn)模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。因此，對(duì)靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。該雙閉環(huán)系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR和ACR 一般采用PI 調(diào)節(jié)器。在啟動(dòng)時(shí)，加入給定電壓 U*n， “速度調(diào)節(jié)器 (ASR)”，和“電流調(diào)節(jié)器(ACR)”，以飽和限幅值限幅值輸出，使得電動(dòng)機(jī)以限定的最大啟動(dòng)電流加速啟動(dòng)，直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速，并在出現(xiàn)超調(diào)后，ASR 和 ACR 退出飽和，最后穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過(guò)程波形如圖41b所示，這時(shí)，啟動(dòng)電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長(zhǎng)的。14第 4 章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及特性和設(shè)計(jì) 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的問(wèn)題的提出反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它對(duì)于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用都能有效的加以抑制。在同樣的階躍輸入作用之下，比例調(diào)節(jié)器的輸出可以立即響應(yīng)，而積分調(diào)節(jié)器的輸出卻只能逐漸地變。對(duì)于自動(dòng)控制crcr系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定性是它能否正常工作的首要條件，是必須保證的。運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖的計(jì)算方法，可以推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式： n= ())1(*KCeUnsp?)(eRId式中, ——閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系(倍)數(shù)。由于反饋的作用，系統(tǒng)可以自行調(diào)整轉(zhuǎn)速，這種方式也稱(chēng)為反饋控制。許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械常常對(duì)靜差率有一定的要求。以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在各種干擾下不允許有過(guò)大的速度波動(dòng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。Δn= IdR/Ce，Δn 取決于電樞7回路電阻 R 及所加的負(fù)載大小。對(duì)應(yīng)于 ? = 2?/3 的曲線是電流斷續(xù)區(qū)與連續(xù)區(qū)的分界線。式（ ） 等號(hào)右邊 Ud0 表達(dá)式的適用范圍如觸發(fā)脈沖相位控制中所述。圖中 VT 是相控整流器，通過(guò)觸發(fā)器裝置 GT 的控制電壓 來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，改變可控整流器平均輸出整流電壓 ，從而實(shí)現(xiàn)直流電動(dòng)*nU dU機(jī)的平滑調(diào)速。只有當(dāng)在晶閘管的陽(yáng)極與陰極之間加正向電壓時(shí)，在控制極與陰極之間加正向電壓，晶閘管才會(huì)導(dǎo)通。為后面研究直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)，雙閉環(huán)特性做基礎(chǔ)。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。近年來(lái)，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。 MATLAB simulationVI目錄摘 要 ..........................................................................................................................................................................IABSTRACT ...............................................................................................................................................................II目錄 ...........................................................................................................................................................................III第 1 章 緒 論 .............................................................................................................................................................1 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述 .......................................................................................................................................1 課題的提出及研究意義 ..................................................................................................................................1 課題分析與論文主要內(nèi)容 ..............................................................................................................................2第 2 章 晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng) ...................................................................................................................................3 晶閘管整流技術(shù) ...............................................................................................................................................3 直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng) .......................................................................................................................................4 ...........................................................................................................4第 3 章 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的分析 ...................................................................................................6 單閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 ...............................................................................................................6 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 .....................................................................................................7 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 ......................................................................................................8 單閉環(huán)無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng) ..........................................................................................................................9 PI 調(diào)節(jié)器 ..............................................................................................................................................10第 4 章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)及特性和設(shè)計(jì) .............................................................................................11 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的問(wèn)題的提出 ....................................................................................................11 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作原理 ....................................................................................................12 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性 ...........................................