120v10kw轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)建模和仿真(編輯修改稿)
2025-05-22 12:40 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可用 型電流調(diào)節(jié)器，它的傳遞函數(shù)為 （21）檢查PI電流調(diào)節(jié)器電流電壓的抗擾性能： （22）表21典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參照表21典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能[13]，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：表22典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系阻尼比0．60．5超調(diào)量0%%%%%上升時(shí)間峰值時(shí)間相角穩(wěn)定裕度截止頻率電流開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)，根據(jù)[15]，按表22應(yīng)取 （23）因此 （24）于是，ACR的比例系數(shù)為 （25）電流環(huán)截止頻率： （26）(1)閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 （27）滿足近似條件。(2)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 （28）滿足近似條件。(3)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 （29）滿足近似條件[16]。圖21含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器由圖21可知計(jì)算各電阻和電容值，其中 取 取 取按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)（見(jiàn)表22），滿足設(shè)計(jì)要求[17]。 對(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù):有前面的計(jì)算可 （2）轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) ：根據(jù)測(cè)速發(fā)電機(jī)的紋波可知可知轉(zhuǎn)速環(huán)時(shí)間常數(shù) ：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取。按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器[18]，其傳遞函數(shù)表達(dá)式為 （210）按跟隨和抗擾性能都比較好的原則，取 ,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為 （211） 轉(zhuǎn)速開(kāi)環(huán)增益 （212）ASR的比例系數(shù) （213）由公式 可得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 （214）（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為 （215）滿足簡(jiǎn)化條件。（2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 （216）滿足簡(jiǎn)化條件。圖22 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 根據(jù)圖22已知 取 取 取表23典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)345678910%%%%%%%%32211111當(dāng) 時(shí)，由上表23查得，不能滿足設(shè)計(jì) 的要求[19]。實(shí)際上，由于上表是按線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況計(jì)算超調(diào)量。對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的計(jì)算設(shè)理想空載啟動(dòng)時(shí) ，已知數(shù)據(jù)有， ，，，表24典型II型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗干擾性能指標(biāo)與參數(shù)關(guān)系345678910%77．5%%%%%%%當(dāng)h=5由表24[20]查得 ， 帶入 得 ，可以滿足設(shè)計(jì)要求。三、控制系統(tǒng)的建模以及仿真通過(guò)以上對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速環(huán)、電流環(huán)的計(jì)算與選擇，我們使用 Maltlab/Simulink平臺(tái)搭建直流電機(jī)雙閉環(huán)系統(tǒng)的模型，調(diào)試相關(guān)參數(shù)來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。圖31 使用Simiink軟件建模出的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 分別在空載及額定負(fù)載的情況下，使電機(jī)轉(zhuǎn)速的給定信號(hào)由零階躍為額定轉(zhuǎn)速值，進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真：圖32空載無(wú)電網(wǎng)擾動(dòng)的轉(zhuǎn)速曲線曲線分析：轉(zhuǎn)速曲線由開(kāi)始逐漸上升，經(jīng)過(guò)短暫的升速達(dá)到峰值，經(jīng)過(guò)一段超調(diào)調(diào)整后，轉(zhuǎn)速到達(dá)穩(wěn)定，為3313r/min。圖33空載無(wú)電網(wǎng)擾動(dòng)的電流曲線曲線分析：電流曲線快速上升，經(jīng)過(guò)超調(diào)調(diào)整后，電流穩(wěn)定在138A一段時(shí)間，隨后慢慢下降直至將至為0A。圖34 空載無(wú)電網(wǎng)擾動(dòng)的轉(zhuǎn)速和電流曲線曲線分析：電流曲線開(kāi)始時(shí)逐漸上升，電機(jī)幾乎不轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到電流限幅值后，電流保持不變，轉(zhuǎn)速快速上升，當(dāng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)，電流下降至0，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在3313r/min，電流為0A。圖35 空載無(wú)電網(wǎng)擾動(dòng)的ASR輸入、輸出曲線曲線分析： ASR輸入、輸出信號(hào)開(kāi)始時(shí)。 圖36 空載無(wú)電網(wǎng)擾動(dòng)的ACR輸入、輸出曲線曲線分析： ACR輸入、輸出信號(hào)開(kāi)始時(shí)。ACR輸出信號(hào)開(kāi)始時(shí)會(huì)有一個(gè)超調(diào)調(diào)節(jié)隨后上升至1025并保持不變。圖3
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