【正文】 調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為 則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 K可得ASR的比例系數(shù)為式中 電動勢常數(shù) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) 轉(zhuǎn)速截止頻率為 （1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 滿足簡化條件 （2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為 滿足近似條件 5．計算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖54 所示，取，則 取 取 取 圖54 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當h=5時，查表52典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標得，不能滿足設(shè)計要求。實際上，由于表52是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。 表52 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標（按準則確定參數(shù)關(guān)系）h345678910%%%%%%%%3k32211111表53 典型II型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系h345678910%%%%%%%%設(shè)理想空載起動時，負載系數(shù)，已知，,，。當時，由表53查得，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 式中 電機中總電阻 調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 為基準值，對應為額定轉(zhuǎn)速根據(jù)式（624）計算得 能滿足設(shè)計要求7. 校核動態(tài)最大速降 設(shè)計指標要求動態(tài)最大速降。在實際系統(tǒng)中，可定義為相對于額定轉(zhuǎn)速時的動態(tài)速降。由， ；查表可知，=%，所以 ； 能滿足設(shè)計要求8. 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制若退飽和超調(diào)量，則不滿足動態(tài)指標要求，需加轉(zhuǎn)速微分負反饋。加入這個環(huán)節(jié)可以抑制甚至消滅轉(zhuǎn)速超調(diào)，同時可以大大降低動態(tài)速降。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，加入轉(zhuǎn)速微分負反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖55所示。和普通的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器相比，在轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)上并聯(lián)了微分電容Cdn和濾波電阻Rdn，即在轉(zhuǎn)速負反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個帶濾波的轉(zhuǎn)速微分負反饋信號。圖55 帶轉(zhuǎn)速微分負反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器含有轉(zhuǎn)速微分負反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下圖56所示:圖56 含有轉(zhuǎn)速微分負反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速微分負反饋環(huán)節(jié)中待定的參數(shù)是和，其中轉(zhuǎn)速微分時間常數(shù)，轉(zhuǎn)速微分濾波時間常數(shù)是以選定，只要確定，就可以計算出和了。由工程設(shè)計方法，近似計算公式得：第四章．基于MATLAB/SIMULINK的調(diào)速系統(tǒng)的仿真通過對整個控制電路的設(shè)計， 用MATLAB/SIMULINK對整個調(diào)速系統(tǒng)進行仿真。首先建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型，可以參考該系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)形式，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖61所示：圖61 雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學結(jié)構(gòu)框圖把這些參數(shù)的值代入框圖中的公式就可得到以下框圖62。圖62 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特性，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器的輸出端設(shè)置一個限幅值，限幅值的大小可以根據(jù)所選的運算放大器的輸入電壓的大小來選定，本設(shè)計選取的限幅值為177。13V。根據(jù)動態(tài)模型圖以及計算參數(shù)，用MATLAB/SIMULINK進行仿真，主要是仿真電動機的輸出轉(zhuǎn)速。最終得到的轉(zhuǎn)速仿真圖形如圖63所示圖63 雙閉環(huán)直流電機轉(zhuǎn)速輸出仿真圖形 從圖63可以很明顯的看出轉(zhuǎn)速的起動和擾動的現(xiàn)象。從仿真得到的轉(zhuǎn)速曲線圖中可以得出轉(zhuǎn)速超調(diào)量為，基本滿足設(shè)計的要求，但是與設(shè)定值相比還是有誤差。，轉(zhuǎn)速達到一個穩(wěn)定值，系統(tǒng)無靜差運行，其中在5秒的時候輸入一個負載擾動量，速降達到了。從圖中可以看出，擾動很快得到了調(diào)節(jié)，這是兩個PI型調(diào)節(jié)器自動調(diào)節(jié)的作用。另外從圖中也可以看到，系統(tǒng)是無靜差運行的，符合設(shè)計的要求。從仿真的結(jié)果來看，得到這樣結(jié)論： (1) 工程設(shè)計方法在推導過程中為了簡化計算做了許多近似的處理, 而這些簡化處理必須在一定的條件下才能成立。例如: 將可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)近似地看作一階慣性環(huán)節(jié), 設(shè)計電流環(huán)時不考慮反電勢變化的影響。 將小時間常數(shù)當作小參數(shù)近似地合并處理。 設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)時將電流閉環(huán)從二階振蕩環(huán)節(jié)近似地等效為一階慣性環(huán)節(jié)等。(2) 仿真實驗得到的結(jié)果也并不是和系統(tǒng)實際的調(diào)試結(jié)果完全相同, 因為仿真實驗在辨識過程中難免會產(chǎn)生模型參數(shù)的測量誤差, 而且在建立模型過程中為了簡化計算, 忽略了許多環(huán)節(jié)的非線性因素和次要因素。如: 可控硅觸發(fā)和整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K S 和失控時間 , 這些都是非線性參數(shù), 但在仿真中被近似看作常數(shù)。 再如, 設(shè)計電流調(diào)節(jié)器時只考慮電流連續(xù)時的情況, 而忽略了電流斷續(xù)時的情況。 （3）添了微分負反饋使得快速的達到穩(wěn)態(tài)值，超調(diào)量也減少。但是微分容易引起振蕩所以要加死區(qū)環(huán)節(jié)。以上一些原因,在應用工程設(shè)計方法時應該注意的, 以減小理論設(shè)計與實際之間的差距七．設(shè)計總結(jié)本次設(shè)計是針對雙閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，主要工作是設(shè)計直流調(diào)速控制器的電路，設(shè)計的電路都是模擬電路，同時相應地介紹了器件的保護、電流調(diào)調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器以及晶閘管的觸發(fā)電路的設(shè)計過程，通過借用圖書館的書籍以及通過網(wǎng)絡上的搜索，查閱了許多關(guān)于本設(shè)計的書籍和資料對該電路的設(shè)計有了較為深入的研究，也進一步熟悉了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理及各個器件的作用和設(shè)計。同時，在指導老師的指導下，并與有共同設(shè)計內(nèi)容的同學交流，分析、整理和研究課題，先確立了設(shè)計基本思路，遇到問題及時與指導老師溝通，在老師的指點和自己的努力，最后完成了整個設(shè)計。在設(shè)計過程中也學會運用了protel 繪制電氣原理圖及簡單電路圖和MATLAB/SIMULINK對整個電路進行仿真。 本設(shè)計在有限的條件下和本人有限的學識，做出的設(shè)計還是存在著一些不足。本設(shè)計采用PI調(diào)節(jié)器，輸出的轉(zhuǎn)速存在這超調(diào)量比較大，而且快速性也相對受到影響。則今后可以采用PID調(diào)節(jié)器可以全面的提高系統(tǒng)的控制性能，但是具體實現(xiàn)與調(diào)試要復雜，做的工作比現(xiàn)在就更多。設(shè)計研究是一個漫長的過程，要想讓它真正的使用到現(xiàn)實中，還需要不斷的改善。八．參考文獻[1] 朱仁初，[M].北京：機械工業(yè)出版社，1994.[2] 王兆安，[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.[3] 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)[M],第三版. 北京:機械工業(yè)出版社, 2007年6月．[4] 孔凡才．晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)［M］．北京:北京科技出版社，1985．[5] 段文澤，［M］.四川：重慶大學出版社