【正文】 好的原則，在負載擾動點后已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié)，為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，還必須在擾動作用點以前設置一個積分環(huán)節(jié)，因此需要Ⅱ由設計要求，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié)，故按典型Ⅱ型系統(tǒng)—選用設計PI調(diào)節(jié)器。典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標見附錄表34。3）選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)按照隨和抗擾性能都好的原則，取h=5（見附錄表34） (338) 轉(zhuǎn)速開環(huán)增益： (339) ASR的比例系數(shù)： = (340)（4）近似校驗轉(zhuǎn)速截止頻率為： (341)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件： (342)滿足簡化條件（5）檢驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量當h=5時，由附錄表34查得，不符合線性系統(tǒng)的前提，不能滿足要求。應按ASR退飽和的情況計算超調(diào)量。（6）按ASR退飽和的情況計算超調(diào)量:由以下公式計算：σn=2()() (343)式中z為負載系數(shù)，z= (344)空載啟動時z=0，通過計算得 (345)σn=%10%,滿足設計要求。第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真為了在研究中去獲得合適的參數(shù)．本文用目前流行的MATLAB軟件[10,16]對控制系統(tǒng)進行了仿真[]。仿真是在理想的情況下進行的，獲得結果對研究分析系統(tǒng)可以得到相當好的幫助。在仿真模型的建立過程中，控制部分中的SIMULINK模塊參數(shù)的設置比較困難，也很關鍵．為了獲得比較好的仿真效果，為現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)提供設計依據(jù)，需要在仿真過程中不斷調(diào)整參數(shù)，直到獲得滿意的效果。系統(tǒng)的仿真分為三個步驟，分別是：建模、設置參數(shù)、仿真及仿真結果分析。在建模的時候，首先要分析系統(tǒng)原理結構的每個細節(jié)，SIMULINK模塊箱中找到合適的模塊：然后進行參數(shù)設置，本設計中，已經(jīng)進行了設計舉例，可以根據(jù)設計舉例建模。不斷調(diào)整控制部分的參數(shù)，得到不同的仿真結構。，建立電流環(huán)仿真模型如下圖41所示。圖41電流環(huán)仿真模型Saturation模塊飽和上限設置對話框如下圖42所示。圖42 Saturation模塊飽和上限設置對話框PI參數(shù)是根據(jù)電流調(diào)節(jié)器設計舉例計算的結果設定KT= 時電流環(huán)仿真結果如下圖43所示圖43電流環(huán)仿真結果KT= PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電流環(huán)無超調(diào)仿真結果如下圖44所示。圖44無超調(diào)的仿真結果KT= PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 電流環(huán)超調(diào)量較大的仿真結果如下圖45所示。圖45超調(diào)量較大的仿真結果由圖43可以看到系統(tǒng)的階躍響應過程,圖22典型的階躍響應過程和跟隨性能指標都可以在仿真記過中看到。由圖44可以看到，電流無超調(diào)量，上升時間較長。由圖45可以看到，電流超調(diào)量大，上升時間較短。比較三個圖可以發(fā)現(xiàn)，在直流電動機的恒流升速階段，電流值低于=200A，其原因是電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)受到電動機反電動勢的擾動。，建立轉(zhuǎn)速環(huán)仿真模型如下圖46所示。圖46轉(zhuǎn)速環(huán)仿真模型圖47 Integrator模塊參數(shù)設置Signal Routing組中選用Mux模塊來把幾個輸入聚合成一個向量輸出給Scope，如圖下47所示。圖47聚合模塊對話框 輸入模塊階躍值設置為10時的系統(tǒng)仿真結果如圖48所示。圖48轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速起動波形圖負載電流設置為137時仿真結果如下圖49所示。圖49轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動波形圖如果在負載電流IdL(s)的輸入端加上負載電流，利用轉(zhuǎn)速環(huán)仿真模型同樣可以對轉(zhuǎn)速環(huán)抗擾過程進行仿真?？蛰d運行過程中受到了額定電流擾動時的轉(zhuǎn)速與電流仿真結果圖下圖410所示。圖410轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖由圖48仿真結果可以看到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器經(jīng)過了不飽和、飽和、退飽和三個階段，最終穩(wěn)定在給定的轉(zhuǎn)速不變。由圖49可以看出：當把負載電流設置為137時，電機滿載啟動，此時啟動時間較長，退飽和超調(diào)量減少。由圖410轉(zhuǎn)速環(huán)的抗擾波形圖可以獲知：當在負載電流Idl（s）的輸入端加上負載電流時直流電機空載運行受到額定電流擾動時特性。通過三個圖很好的說明了電機的運行特性。備注：MATLAB/SIMLINK各個模塊的用途。Step:求取系統(tǒng)單位階躍響應 Sum:對輸入信號進行求和Gain:對輸入信號乘上一個常數(shù)增益 Scope: 在仿真過程中顯示信號Saturation: 對輸入信號進行限幅 Mux:把幾個信號合并成向量形式Transfer F: 建立一個線性傳遞函數(shù) Integrator:對輸入信號進行積分 第五章 總結轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好，應用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)， 采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調(diào)速特性。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制規(guī)律，性能特點和設計方法是各種交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的重要基礎。應掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成及其靜特性；從起動和抗擾兩個方面分析其性能和轉(zhuǎn)速與電流兩個調(diào)節(jié)器的作用；應用工程設計方法解決雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的設計問題，等等。通過對轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的了解，能更好的掌握調(diào)速系統(tǒng)的基本理論及相關內(nèi)容，在對其各種性能加深了解的同時，能夠發(fā)現(xiàn)其缺陷之處，通過對該系統(tǒng)不足之處的完善，可提高該系統(tǒng)的性能，使其能夠適用于各種工作場合，提高控制精度和效率。附 錄致 謝首先要感謝我的指導老師—樊明老師。在他的精心指導下，我順利的完成了本次畢業(yè)設計。他一開始就為我們制定了周密的工作任務安排，每次都很認真的查看我們的工作進度，同時對于我提出的問題也給予了耐心的解答。這對于我工作的完成，既是鼓勵，又是鞭策。我還要感謝同組的其他同學，跟他們一起討論相關的課題，極大地拓寬了我的思路，并且能發(fā)現(xiàn)自己在某些內(nèi)容上的欠缺。另外，我也深深的感受到了同學間的互相幫助和友誼。這也是我順利完成畢業(yè)設計的一大動力。參考文獻[1] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)[M]．第3版，機械工業(yè)出版社，2003．7[2] 劉金琨．先進PID控制MATLAB仿真[M]．第2版電子工業(yè)出版社，2004．9[3] 樊立萍．袁德成．林偉．直流調(diào)速系統(tǒng)的雙閉環(huán)自適應控制[J]．沈陽化工學院學報，2000年9月，第14卷，第3期：222—227[4] 近代電機調(diào)速技術[G].上海寶鋼集團教育培訓中心，2004[5] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2005[6] [M].北京：清華大學出版社，1992[7] 阮毅，[J].電氣傳動，1999（1）[8] 陶永華，尹怡欣，葛蘆生．新型PID控制及其應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998[9] 王亞剛，劭惠鶴．一種基于靈敏度的自整定最優(yōu)PID控制器[J]．自動化學報[10] [M]．電子工業(yè)出版社，2008，5[11] 何永勃．雙環(huán)直流凋速的控制算法研究[J]．電氣傳動，1998年第4期：28—30[12] 盛昭瀚，馬軍海著．非線性系統(tǒng)分析引論[M]，科學出版社，2004[13] 杜坤梅，李鐵才編著．電機控制技術[M]．哈爾濱工業(yè)大學出版社[14] 張世銘，王振和．直流調(diào)速系統(tǒng)[M]．華中理工大學[15] 阮毅，陳維鈞．運動控制系統(tǒng)[M]. 清華大學出版社，2002[16] 周淵深．交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真[M].北京：中國電力出版社，2004[17] 陳伯時．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工業(yè)設計（講座）[J].（1）[18] [M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[19] 王兆安，[M].：機械工業(yè)出版社，2000[20] LoernzE N ，Deterministi onperiodicflow[J].，1963[21] Michaca．Sartori and Panos[J].Antsakl iS Implemention of Learning Control SyStem Using，1985 附 錄表31 晶閘管整流器的失控時間（f=50Hz）整流電路形式最大失控時間平均失控時間單相半波2010單相橋式（全波）105三相半波三相橋式表32 典型I型系統(tǒng)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關系參數(shù)關系KT阻尼比ζ超調(diào)量σ0%%%%%上升時間∞峰值時間∞相角穩(wěn)定裕度 截止頻率表33 典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關系(擾動作用下典型Ι系統(tǒng)，已選定的參數(shù)關系KT=)%%%%%% 表34 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標（按Mrmin準則確定關系時）h345678910σ%%%%%%%%k3221111