【正文】 ，使得電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中以接近最大允許電流運(yùn)行，且電流內(nèi)環(huán)對(duì)系統(tǒng)也進(jìn)行改造，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。本次仿真是根據(jù)工程設(shè)計(jì)方法確定調(diào)節(jié)器參數(shù)的定量仿真。在進(jìn)行定量仿真時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)本體參數(shù)要進(jìn)行適當(dāng)變換[31]。 圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 主電路模型的建立與參數(shù)設(shè)置主電路由直流電動(dòng)機(jī)本體模塊、三相對(duì)稱電源、同步6脈沖觸發(fā)器、負(fù)載等模塊組成。實(shí)際的電動(dòng)機(jī)互感的參數(shù)與直流電動(dòng)機(jī)的類型有關(guān)，也與勵(lì)磁繞組和電樞繞組的繞組數(shù)有關(guān)，從Matlab中的直流電動(dòng)機(jī)模塊可以看出其類型為他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，其互感參數(shù)公式為： （41）又 （42） （43）為電動(dòng)機(jī)常數(shù)，、分別為勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電阻。、分別為電動(dòng)機(jī)額定電壓、電樞電阻、額定電流、額定轉(zhuǎn)速和勵(lì)磁電流。 其他環(huán)節(jié)參數(shù)設(shè)置：電源A、B、C設(shè)置峰值電壓為220V，頻率為50HZ，相位分別為0、2。電動(dòng)機(jī)負(fù)載取50。由于電動(dòng)機(jī)輸出信號(hào)是角速度，將其轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速n，單位為，在電動(dòng)機(jī)角速度輸出端接Gain模塊，參數(shù)設(shè)置為30/。根據(jù)公式 （44）可以得到 （45）根據(jù)公式可以得到回路總電感l(wèi)=。 電動(dòng)機(jī)本體模塊參數(shù)中飛輪慣量單位是J，將轉(zhuǎn)換為J，兩者之間關(guān)系為： = （46）互感數(shù)值的確定如下： 勵(lì)磁電壓為220V，勵(lì)磁電阻取240，則 （47） （48）電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置如圖： 圖 控制電路模型的建立控制電路由PI調(diào)節(jié)器、濾波模塊、轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋等環(huán)節(jié)組成。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR的參數(shù)就是根據(jù)工程設(shè)計(jì)方法算得的參數(shù)，即ASR的=、=，ACR的=,、上下限幅值均取[10 10]。帶濾波環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)模塊路徑為Simulink/Continuous/Transfer F,參數(shù)設(shè)置：Numerator為[],Denominator為[ 1]。帶濾波環(huán)節(jié)的電流反饋系數(shù)參數(shù)設(shè)置：Numerator為[]，Denominator為[ 1]。轉(zhuǎn)速延遲模塊的參數(shù)設(shè)置：Numerator為[1]，Denominator為[ 1]。電流延遲模塊參數(shù)設(shè)置：Numerator為[1]，Denominator為[ 1]。信號(hào)轉(zhuǎn)換1環(huán)節(jié)的模型也是由Constant、Gain、Sum等模塊組成的。仿真算法采用ode23tb，開始時(shí)間為0，結(jié)束時(shí)間為5s[32]。 仿真結(jié)果分析 以下波形分別為轉(zhuǎn)速n，電樞電流，勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)矩T 仿真波形從波形中也可以看出，當(dāng)給定信號(hào)為10V時(shí)，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，電流調(diào)節(jié)器作用下的電動(dòng)機(jī)電樞電流接近最大值，使得電動(dòng)機(jī)以最優(yōu)時(shí)間準(zhǔn)則開始上升，電流很快下降，在4s是達(dá)到穩(wěn)態(tài)。在啟動(dòng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)歷了不飽和，飽和，退飽和三種情況，整個(gè)動(dòng)態(tài)過程分為三個(gè)階段：電流上升階段、恒流升速階段、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。第一階段突加電壓，電樞電流迅速上升，速度調(diào)節(jié)器的輸入很快達(dá)到限幅值。第二階段，ASR始終飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，保持電流恒定，拖動(dòng)系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線形增加。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值之后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的給定電壓與反饋電壓平衡，輸入偏差為零，但是由于積分作用，其輸出還很大，所以出現(xiàn)超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)之后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線形調(diào)節(jié)階段，使速度恒定不變。 改變電動(dòng)機(jī)電樞負(fù)載，： 仿真波形改變給定電壓，取給定電壓為20V，： 仿真波形 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差；它對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用；其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓變化；它對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。由于參數(shù)的設(shè)定，線路的連接，和仿真參數(shù)的選擇，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中存在一定的誤差[33]。 參 考 文 獻(xiàn)[1] 陳伯時(shí)主編. 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]. 北京:[2] 張曉華主編. 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)仿真與CAD[M]. 北京: [3] 許建國(guó)等. 拖動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)[M]. 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