基于simulink的直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真畢業(yè)設(shè)計論文-資料下載頁
2025-06-22 01:50本頁面
【正文】 度反饋系數(shù)設(shè)置為1（在圖中直接連線不標(biāo)明既可得到）。圖314 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型圖 至于雙閉環(huán)的兩個PI調(diào)節(jié)器這里設(shè)置電流調(diào)節(jié)器ACR參數(shù)為Kp為2，上下幅值為[130 130]；，上下幅值為[25 25]。其他的環(huán)節(jié)設(shè)置和上一節(jié)相同或者選擇默認值既可。 圖315 速度調(diào)節(jié)器ASR的參數(shù)設(shè)置 圖316 電流調(diào)節(jié)器ACR的參數(shù)設(shè)置 雙閉環(huán)系統(tǒng)的仿真 通過對仿真算法的比較實踐，本次雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真算法選取ode23s，仿真start time為0，stop time設(shè)為2，其他的設(shè)置和上一節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)一樣。 （1）采用示波器模塊觀察輸出波形：得到的關(guān)于轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵磁電流、電磁轉(zhuǎn)矩的仿真波形。其中橫坐標(biāo)表示時間/s，縱坐標(biāo)分別表示r/min、A、A、Nm。得到的波形圖317所示。 （2）采用“out1”模塊觀察仿真輸出結(jié)果時，要在Matlab命令窗口輸入繪圖命令 plot（tout，yout），可得到關(guān)于電樞電流、給定信號和轉(zhuǎn)速的波形圖如下圖318所示。 從仿真波形圖可以看出，本次仿真結(jié)果很接近理論分析的波形。啟動過程的第一個階段是電流上升階段。圖加給定電壓，ASR的輸入很大，ASR的輸出很快就達到了限幅值，電流也很快上升，接近于它的最大值。第二階段，ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流基本保持不變，拖動系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線性增長。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達到了給定值后。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的給定和反饋電壓平衡，輸入偏差為0，但由于積分的作用，其輸出還是很大，所以出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入端出現(xiàn)了負偏差電壓，使得ASR推出飽和狀態(tài)，進入線性調(diào)節(jié)階段。速度保持恒定。仿真的結(jié)果很好的反映了上述的描述。 和單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真波形比較可以看出，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在保持了系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差的優(yōu)點外，還能夠?qū)崿F(xiàn)快速起制動，大大的提高了系統(tǒng)的性能，使得雙閉環(huán)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中更具優(yōu)勢。圖317 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真波形圖 圖318 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真波形圖 本章小結(jié) 本節(jié)分別建立了開環(huán)、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)有靜差、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真圖，詳細的介紹了各個環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置和設(shè)置了三個仿真系統(tǒng)的仿真時間、算法等參數(shù)。由建模的過程可以看出，面向控制系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖進行的調(diào)速系統(tǒng)的建模和仿真很簡單。只需要從電力系統(tǒng)工具箱中選取各個模塊，設(shè)置模塊的具體參數(shù)，按照電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行搭建既可。系統(tǒng)的建模過程接近實際系統(tǒng)的搭建過程，而且元件庫的電氣元件能較為全面的反映出相應(yīng)的實際元件的電氣特性，與利用各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)建模具有明顯的優(yōu)勢，因此仿真的結(jié)果更符合實際。為了使系統(tǒng)能夠得到好的性能，通常要根據(jù)仿真的結(jié)果來對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整，比如本節(jié)中就平波電抗器的電感值的調(diào)整。本章也可以增加單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的建模和仿真，只要把有靜差的仿真圖中的比例調(diào)節(jié)器換成比例積分調(diào)節(jié)器既可。這里不再介紹。 由仿真得出的結(jié)果可以看出這次的實驗比較成功，都較好的反映了實際的系統(tǒng)的特性。當(dāng)然，仿真實驗和實際系統(tǒng)之間存在一定的差距，這主要是由于在建模過程中進行了簡化處理，忽略了一些不重要的因素。 4 結(jié)論與展望 通過實驗可知采用MATLAB軟件的Simulink模塊 ,可以建立直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 ,方法是可行的 ,仿真的結(jié)果是合理的。該仿真方法可以在直流調(diào)速系統(tǒng)的分析和設(shè)計中得到廣泛的應(yīng)用。本文分別對開環(huán)、轉(zhuǎn)速有靜差單閉環(huán)、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進行了仿真研究。 研究表明開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡單，但只適用于對調(diào)速精度要求不高的場合。單閉環(huán)系統(tǒng)盡管明顯優(yōu)于開環(huán)系統(tǒng)，但難以滿足動態(tài)性能要求較高的場合。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個閉環(huán)分別作用在不同的階段、在啟動時主要是電流負反饋起作用；到達穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，主要是轉(zhuǎn)速負反饋，最終得到理想的轉(zhuǎn)速和控制電流的動態(tài)波形。所以雙閉環(huán)系統(tǒng)不僅調(diào)速精度高而且動態(tài)性能好，其控制性能明顯優(yōu)于前兩者。用計算機仿真方法研究電路的性能,方便、直觀、經(jīng)濟、有效,是進行電路分析和設(shè)計的常用方法。隨著計算機硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展,為應(yīng)用系統(tǒng)的研究提供了強大的工具。以后在計算機仿真上，調(diào)速系統(tǒng)的仿真會得到越來越多的應(yīng)用。 致謝本文是在向玲導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，整個完成過程都傾注了導(dǎo)師的辛勤汗水和大量的心血。向老師以其淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的精神不斷地教導(dǎo)我，從最初的資料收集，到選題，中期的Matlab學(xué)習(xí)和仿真，一直到最后的論文定稿，都得到了向老師的耐心指導(dǎo)和無私幫助。向老師認真踏實的工作作風(fēng)、平易近人的待人態(tài)度，嚴謹?shù)难芯孔黠L(fēng)都讓我受益匪淺。在此，向向老師表示由衷的感謝和誠摯的敬意！感謝教研室的各位老師和研究生師兄師姐們給予的很多指導(dǎo)和幫助。 感謝圖書館的各位老師們，在查閱文獻資料時給了我很多熱心的幫助。為我取得畢業(yè)設(shè)計的順利完成打下了良好的基礎(chǔ)。感謝在一起生活和學(xué)習(xí)的同學(xué)們，是同學(xué)之間的相互關(guān)心、相互幫助、使的我在良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境中順利完成學(xué)業(yè)。 感謝所有關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們，他們在我論文的研究和撰寫期間，給予我很多幫助和啟示，給我營造了一個良好的學(xué)術(shù)氛圍，使我能夠靜下心來搞研究，并取得一定的成績。在論文即將完成之際，我的心情久久無法平靜。大學(xué)最后的一年里經(jīng)歷了許多，至今想來仍舊歷歷在目，這些都必將作為寶貴的經(jīng)歷伴隨我走完一生。本科畢業(yè)設(shè)計的完成給我們四年的大學(xué)生活畫上了句號，從今以后，我們將走出校園，奔赴社會。古人有云“修身、齊家、治國、平天下”，自身的修養(yǎng)與人格的完善是永無止境的。我將銘記各位老師的諄諄教誨，不斷學(xué)習(xí)，努力培養(yǎng)豁達、樂觀的心胸，磨礪出不屈不撓、堅強奮斗的性格。 參考文獻[1] 寸巧萍．自動控制系統(tǒng)實驗教學(xué)中的仿真技術(shù)應(yīng)用[J]. 實驗科學(xué)與技術(shù),2009，12: 110112.[2] 盧建強, 孫培德, [J]. 北京: 電氣時代, 2004, 12: 130132.[3] 王新嵐．淺談直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展[D].吉林：吉林工程技術(shù)師范學(xué)院．2009.[4] 余發(fā)山．鄭征，王清靈等．自動控制系統(tǒng)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社．2005.[5] 丁信羽．直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與仿真[D]．鄭州：鄭州市第一建筑工程集團有限公司．2011.[6] 邵雪卷，張井崗，趙志誠等．雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的研究[J]．電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008，2: 1011.[7] 沈艷霞,紀(jì)志成等．Matlab/Simulink在運動控制系統(tǒng)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 貴州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005，4: 2328.[8] 鄭力新, 周凱汀, 王永初．變結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J] . 上海: 機電一體化, 2001,6: 4952. [9] 尚麗，馬青，戴桂平，等．運動控制系統(tǒng)[M]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2009.[10] 邱阿瑞．電機與電力拖動[M] . 北京: 電子工業(yè)出版社．2009.[11] 陳伯時．自動控制系統(tǒng)[M]．北京：機械工業(yè)出版社．1981.[12] 謝卓輝．直流調(diào)速系統(tǒng)的全數(shù)字控制[D]．湖南：湖南大學(xué)．2001.[13] 趙相賓．談我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 電氣傳動．2003，9: 6768.[14] 黃一夫．微型計算機控制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社 1988.[15] 張井崗, 曾建潮, 孫志毅．直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)?？刂芠J]．哈爾濱：電機與控制學(xué)報, 1998, 2: 148149.25
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