雙閉環(huán)控制的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)(更新版)
【正文】 閘管整流橋的輸出，電動機經(jīng)TL端口接恒轉(zhuǎn)矩負載，直流電動機的輸出參數(shù)有轉(zhuǎn)速n、電樞電流Ia、勵磁電流If、電磁轉(zhuǎn)矩Te，通過“示波器”模塊觀察仿真輸出圖形。具體參數(shù)設(shè)置如圖（10）所示。（三）實驗仿真 1. 系統(tǒng)的仿真模型圖（7）雙閉環(huán)H橋DC/DC變換直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型2. 系統(tǒng)的建模和模型參數(shù)設(shè)置（1）主電路的建模和參數(shù)設(shè)置 1) 不可控二極管整流橋的建模與參數(shù)設(shè)置。在電動機正轉(zhuǎn)時，UG4恒為正， UG3恒為負，使VT4 常通，VT3截止。 （2）對負載變化起抗擾作用。外加直流電源Us經(jīng)H全橋逆變電路輸出一個與占空比ρ相對應(yīng)的調(diào)制電壓，經(jīng)平坡電抗器Ld驅(qū)動直流電動機M，發(fā)電機G則作為電動機的負載，由同軸上的測速發(fā)電機取得速度反饋信號。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖示于下圖。因其眾多優(yōu)點，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，特別是在中小容量的高動態(tài)性能系統(tǒng)中，已經(jīng)完全取代了VM系統(tǒng)。3 給定信號的變化范圍，調(diào)節(jié)器的參數(shù)和反饋檢測環(huán)節(jié)的反饋系數(shù)等可調(diào)參數(shù)的設(shè)置，其一般方法是通過仿真試驗，不斷進行參數(shù)優(yōu)化。二 實驗設(shè)計方法及其步驟（一）概述直流電動機因其性能宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，其調(diào)速控制系統(tǒng)歷來在工業(yè)控制具有及其重要的地位。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負反饋和電流負反饋。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。圖（4） TL494的內(nèi)部結(jié)構(gòu)脈寬調(diào)制變換器的作用是：用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的電流電源電壓調(diào)制成頻率一定，寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。（2）對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。其中電流調(diào)節(jié)器的電流反饋量是由主回路中的取樣電阻RS進行取樣的。它與平波電抗器的建模相同。頻率為50Hz，其他為默認值，如圖（12）所示。直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路包括給定環(huán)節(jié)，速度調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器，限幅器，速度反饋環(huán)節(jié)，脈寬調(diào)制信號發(fā)生器等。圖（15）脈寬調(diào)制信號發(fā)生器及其相關(guān)環(huán)節(jié) 在MATLAB的模型窗口打開“Simulation”菜單，進行“Simulation Parameters”設(shè)置，單擊“Simulation Parameters”菜單后，得到仿真參數(shù)設(shè)計對話框，參數(shù)設(shè)置如圖(16)所示，仿真中所選擇的算法為ode23s。MATLAB是一個功能相當(dāng)強大的數(shù)值分析仿真軟件，SIMULINK是MATLAB環(huán)境下對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的一個軟件包。北京：電子工業(yè)出版社，2006周淵深 主編 電力電子技術(shù)與MATLAB仿真。 武漢：華中科技大學(xué)出版社，1
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