【正文】 特性段因此 在工程設(shè)計中，如果兩個參數(shù)都任意選擇，工作量顯然很大，為此采用“振蕩指標(biāo)法”中的閉環(huán)幅頻特性峰值最小準(zhǔn)則，可以找到和兩個參數(shù)之間的一種最佳配合。這一準(zhǔn)則表明，對于一定的值，只有一個確定的可以得到最小的閉環(huán)幅頻特性峰值，這時和，之間的關(guān)系是 以上兩式稱作準(zhǔn)則的“最佳頻比”，因而有 確定之后根據(jù)上式即可分別求得和?？傻每芍D(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為因此 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)的計算已知，電流環(huán)等效時間常數(shù)： 令，則小時間常數(shù)近似處理的時間常數(shù)為：按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取，則的超前時間常數(shù)為： 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為： 則的比例系數(shù)為： 參數(shù)校驗轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率為： 1） 電流環(huán)傳遞函數(shù)化簡條件滿足簡化要求。2） 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件。 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容圖49 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖所示，取，則 取 取 取 調(diào)速范圍靜差率的計算取靜差率： 調(diào)速范圍： 五、系統(tǒng)仿真 仿真軟件Simulink介紹Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單擊和拖動鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計工具。對各種時變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設(shè)計、仿真、執(zhí)行和測試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計、執(zhí)行、驗證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。 Simulink仿真步驟(1) 在MATLAB命令窗口中輸入simulink，桌面上出現(xiàn)一個稱為Simulink Library Browser的窗口，在這個窗口中列出了按功能分類的各種模塊的名稱。(2) 打開MATLAB中的Simulink工具箱，將所需模塊拖入模型編輯窗口并將其相連。(3) 將設(shè)計的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)輸入各個模塊，運行調(diào)試功能，如果無誤后就可以運行系統(tǒng)。(4) 運行后便可通過模擬示波器觀察波形。 雙閉環(huán)仿真模型 電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)，雙閉環(huán)仿真模型如圖51所示。圖51 雙閉環(huán)仿真模型 雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真波形圖 電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)，雙閉環(huán)仿真模型如圖52所示。圖52 雙閉環(huán)仿真波形 其中，紅色曲線為電流環(huán)，黃色曲線為轉(zhuǎn)速環(huán)波形。電流環(huán)的仿真中，在直流電動機的恒流升速階段，電流值低于，其原因是電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到電動機反電勢的擾動，它是一個線性漸增的擾動量，所以系統(tǒng)做不到無靜差而是略低于。轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真中，ASR調(diào)節(jié)器經(jīng)過了不飽和、飽和、退飽和三個階段，最終穩(wěn)定運行于給定轉(zhuǎn)速。電流調(diào)節(jié)起作用:自動限制最大電流，能有效抑制電網(wǎng)電壓波動的影響，速度調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速可整定轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)以整定系統(tǒng)的額定轉(zhuǎn)速。仿真結(jié)果符合實際情況，說明參數(shù)的選擇設(shè)計較為合適。六、心得體會及小結(jié)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個調(diào)節(jié)器串級連接，轉(zhuǎn)速反饋環(huán)為外環(huán)，電流環(huán)為內(nèi)環(huán)。速度調(diào)節(jié)器的輸出即為電流給定，其輸出限幅值即為最大電流給定值。調(diào)整限幅值的小或調(diào)整電流反饋系數(shù)就可方便地改變最大電流。在起、制動過程中，速度調(diào)節(jié)器很快入飽和，輸出限幅值為電流環(huán)提供了最大電流給定，電流調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器，在它的調(diào)節(jié)作用下使電流保持在最大值，這時系統(tǒng)實際上為一個恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用使系統(tǒng)的起、制動過渡過程中電流的波形接近于理想的最佳過渡波形。當(dāng)轉(zhuǎn)速超調(diào)后，速度調(diào)節(jié)器退出飽和，對轉(zhuǎn)速起主要調(diào)節(jié)作用，電流環(huán)成為電流隨動系統(tǒng)。電流反饋環(huán)使得系統(tǒng)的抗干擾能力增強，作用在電流環(huán)前向通道上的一切擾動作用，如電網(wǎng)電壓擾動等，受到電流環(huán)的及時調(diào)節(jié)所抑制，使轉(zhuǎn)速不受或少受擾動的影響。電流內(nèi)環(huán)還起到改造轉(zhuǎn)速外環(huán)中調(diào)節(jié)對象結(jié)構(gòu)及參數(shù)的作用，加快了轉(zhuǎn)速環(huán)的調(diào)節(jié)響應(yīng)過程。在特性上，轉(zhuǎn)速環(huán)的調(diào)節(jié)作用保證了系統(tǒng)無靜差，電流環(huán)的作用使系統(tǒng)具有較理想的挖土機下垂特性。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)效正的設(shè)計與調(diào)試是先按內(nèi)環(huán)（電流環(huán)）后外環(huán)（轉(zhuǎn)速環(huán)）的順序進行的，因為在動態(tài)過程中可以認(rèn)為外環(huán)對內(nèi)環(huán)幾乎沒有影響，而內(nèi)環(huán)是外環(huán)的一個組環(huán)節(jié)。從快速起動系統(tǒng)的要求出發(fā)，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計電流環(huán)。由于要求轉(zhuǎn)速無靜差，此轉(zhuǎn)速環(huán)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計雙閉環(huán)可逆直流PWM調(diào)速系統(tǒng)電樞電流的最大脈動量與電源壓成正比，與電樞電感L和開關(guān)頻率f成反比，電樞PWM電壓的交變分量對轉(zhuǎn)速的影響是及其微小的。通過本次課程設(shè)計，我學(xué)習(xí)與掌握了電力系統(tǒng)拖動的基本原理及其各種應(yīng)用，對調(diào)速系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法有了較深入的了解。對自動控制系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能及其控制也有了一定的認(rèn)識。同時，我還掌握了不少軟件的應(yīng)用如PROTEL、MATLAB等。七、參考文獻[1] 阮毅，：機械工業(yè)出版社，2000[2]高鵬，安濤， ：人民郵電出版社，2004[3]李發(fā)海，：清華大學(xué)出版社，2001[4]張世銘，：華中理工大學(xué)出版社，1993[5]：國防科技大學(xué)出版社，199535