【正文】 電氣原理結(jié)構(gòu)圖方法構(gòu)成的雙閉環(huán)系統(tǒng)仿真模型如圖 所示。圖 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的控制電路包括：給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、限幅器、偏置電路、反相器、電流反饋環(huán)、速度反饋環(huán)等，因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)中單片機(jī)代替了控制電路絕大多數(shù)的器件，所以在此直接給出各部分的參數(shù)，各部分參數(shù)設(shè)置參考前幾章各部分的參數(shù)。本系統(tǒng)選擇的仿真算法為 ode23tb，仿真 Start time 設(shè)為 0，Stop time 設(shè)為 。 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開始進(jìn)行仿真。圖 42 是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速曲線。從仿真結(jié)果可以看出，它非常接近于理論分析的波形。下面分析一下仿真的結(jié)果。直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速曲線啟動(dòng)過程的第一階段是電流上升階段，突加給定電壓，ASR 的輸入很大，其輸出很快達(dá)到限幅值，電流也很快上升，接近其最大值。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)，電流基本上保持不變，拖動(dòng)系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線形增長。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定與反饋電壓平衡，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)后，ASR 輸入端出現(xiàn)負(fù)偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進(jìn)入線性調(diào)節(jié)階段，使轉(zhuǎn)速保持恒定，實(shí)際仿真結(jié)果基本上反映了這一點(diǎn)。由于在本系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)代替了控制電路的絕大多數(shù)控制器件，所以各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理和調(diào)整都是在單片機(jī)內(nèi)完成的，控制效果要好于本次的仿真結(jié)果。6 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無極平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能有級(jí)調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（即電機(jī)額定轉(zhuǎn)速）以上作小范圍的弱磁升速。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主。調(diào)壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)的主要方法，而調(diào)節(jié)電樞電壓需要有專門向電動(dòng)機(jī)供電的可控直流電源。常用的可控直流電源有以下三種：直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組——用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。2）靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器——用恒定直流電源或不控整流電源供電，利用電力電子開關(guān)器件斬波或進(jìn)行脈寬調(diào)制，以產(chǎn)生可變的平均電壓。直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)作為一種新技術(shù)，發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小容量的系統(tǒng)中，已取代 VM 系統(tǒng)成為主要的直流調(diào)速方式。本次設(shè)計(jì)就是采用直流 PWM調(diào)速。PWM 變換器的作用是：用 PWM 調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓系列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及其靜特性根據(jù)自動(dòng)控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生糾正偏差的作用。調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。 系統(tǒng)組成圖 采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)解原理：在反饋控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，與電動(dòng)機(jī)同軸安裝一臺(tái)測速發(fā)電機(jī) TG ，從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓 Un ，與給定電壓 U*n 相比較后，得到轉(zhuǎn)速偏差電壓 ?Un ，經(jīng)過放大器 A，產(chǎn)生電力電子變換器 UPE 的控制電壓 Uc ，用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n。直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 靜特性圖 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖中各方塊內(nèi)的符號(hào)代表該環(huán)節(jié)的放大系數(shù)。運(yùn)用結(jié)構(gòu)圖運(yùn)算法同樣可以推出式（61）所表示的靜特性方程式，如下： （61）)1()(*KCRIUKnedensp??? 穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算: （62）min/)(23)( rSDnNcl ???????： (63)rVrVRIUCNae min/??????開環(huán)系統(tǒng)額定速降為： )(i,/.95i/?????RIneNop則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為： （64）????clopnK因?yàn)椋?msTsfTmsl2.,.,3??直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) （65）120,).(322??????KTKslml 取轉(zhuǎn)速反饋系數(shù): rVrVnUN min/?????電壓放大系數(shù):，取 =3.).(, ???s?運(yùn)算放大器的放大數(shù):， （66）../????espC? 164取 傳遞函數(shù)圖 反饋控制閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖由圖可見，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是： ).()10.(2)( ??????ssTTKWmlms（37）)2760.(9.. ?? s應(yīng)用 PI 調(diào)節(jié)器校正，其傳遞函數(shù)為：直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) ， (38)sKWpipi?1)(??其中， ， .0sFK03..1?????校正后傳遞函數(shù)為： )10276.)(10239.)(( 5867) ???ssss總 結(jié)本設(shè)計(jì)是對(duì)雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過近一個(gè)月的努力對(duì)該電路有了較為深入的研究，也進(jìn)一步熟悉了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理及各個(gè)器件的作用和設(shè)計(jì)。課程設(shè)計(jì)期間，借用圖書館的書籍以及通過網(wǎng)絡(luò)上的搜索，查閱直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)了許多關(guān)于本設(shè)計(jì)的資料，學(xué)會(huì)了如何使用現(xiàn)有的圖書館資料。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，并與有共同設(shè)計(jì)內(nèi)容的同學(xué)交流，分析、整理和研究設(shè)計(jì)題目，先確立了設(shè)計(jì)基本思路，遇到問題及時(shí)與指導(dǎo)老師溝通，在老師的指點(diǎn)和自己的努力，最后完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中，通過查閱各種資料，確定了電路中所應(yīng)用器件型號(hào)及管腳圖。運(yùn)用了protel 繪制電氣原理圖，一些簡單的圖形用畫圖板和 Word 中的畫圖工具畫出來。通過做課程設(shè)計(jì)，也有了不少的收獲進(jìn)一步了解和掌握了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其控制電路的一些特性。 在課程設(shè)計(jì)期間，也遇到了不少問題。首先，拿到設(shè)計(jì)題目時(shí)沒有深入了解就動(dòng)手設(shè)計(jì)了，以至于遇到問題就得問，而不是把問題集中起來進(jìn)行找答案，因此浪費(fèi)了不少時(shí)間。其次，在查元器件時(shí)只是把資料查出來就算了，并沒有把所查資料進(jìn)行整理與篩選出有用的內(nèi)容，因此，接電路時(shí)還得先花時(shí)間查找所需。再次，搭電路時(shí)并沒有連完一部分就測試電路，而是把電路全部搭完后才開始測。這樣，出現(xiàn)問題時(shí)就得拆一部分電路，而且使測試也變得比較亂，因此也浪費(fèi)了不少時(shí)間。此外，還出現(xiàn)了一些接線問題。總之，此次設(shè)計(jì)學(xué)到了不少東西，注意到了一些設(shè)計(jì)電路與連接電路應(yīng)該注意的事項(xiàng)。相信在今后的類似設(shè)計(jì)中一定會(huì)發(fā)揮得更好.致 謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫過程中我得到了許多人的幫助。首先我要感謝我們的趙理老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)上給我的指導(dǎo)、提供給我支持和幫助，這是我能完成這次設(shè)計(jì)的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多難題，讓我們把直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)做的更加完善。在此期間，我不僅學(xué)到了許多新的知識(shí)，而且也開闊了視野，提高了自己的設(shè)計(jì)能力。其次，我要感謝幫助過我的同學(xué)，她們也為我解決了不少我不太明白的問題。同時(shí)也感謝學(xué)校為我提供良好的做設(shè)計(jì)的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)。參考文獻(xiàn)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[1]華成英，童詩白主編..高等教育出版社，2022.反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析——MATLAB 語言應(yīng)用[2]薛定宇． ．清華大學(xué)出版社，2022：控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與 CAD[3]張曉華． ．機(jī)械工業(yè)出版社，1999：直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電力電子技術(shù)[4]王兆安． ．第 4 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022 自動(dòng)控制原理[M] [5]王軍..重慶：重慶大學(xué)出版社，2022.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)[6]邵群濤主編.. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[7]王離九等． ．武漢：華中科技大學(xué)出版社，1991自動(dòng)控制原理[8]胡壽松．：第 4 版．北京：國防工業(yè)出版社電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[9]陳伯時(shí).（第 2 版）[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社. 2022電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[10]陳伯時(shí).，第 3 版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，