【正文】 好的原則，在負(fù)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(shè)置一個積分環(huán)節(jié)，因此需要Ⅱ由設(shè)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(shè)計PI調(diào)節(jié)器。典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)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(dāng)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(yīng)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(fù)載系數(shù)，z= (344)空載啟動時z=0，通過計算得 (345)σn=%10%,滿足設(shè)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(jìn)行了仿真[]。仿真是在理想的情況下進(jìn)行的，獲得結(jié)果對研究分析系統(tǒng)可以得到相當(dāng)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(shè)置比較困難，也很關(guān)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(shè)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(shè)置參數(shù)、仿真及仿真結(jié)果分析。在建模的時候，首先要分析系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)的每個細(xì)節(jié)，SIMULINK模塊箱中找到合適的模塊：然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，本設(shè)計中，已經(jīng)進(jìn)行了設(shè)計舉例，可以根據(jù)設(shè)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(jié)構(gòu)。，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(shè)置對話框如下圖42所示。圖42 Saturation模塊飽和上限設(shè)置對話框PI參數(shù)是根據(jù)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計舉例計算的結(jié)果設(shè)定KT= 時電流環(huán)仿真結(jié)果如下圖43所示圖43電流環(huán)仿真結(jié)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(jié)果如下圖44所示。圖44無超調(diào)的仿真結(jié)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(jié)果如下圖45所示。圖45超調(diào)量較大的仿真結(jié)果由圖43可以看到系統(tǒng)的階躍響應(yīng)過程,圖22典型的階躍響應(yīng)過程和跟隨性能指標(biāo)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(jī)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(jī)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(shè)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(shè)置為10時的系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖48所示。圖48轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速起動波形圖負(fù)載電流設(shè)置為137時仿真結(jié)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(fù)載電流IdL(s)的輸入端加上負(fù)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(jìn)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(jié)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(jié)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(dāng)把負(fù)載電流設(shè)置為137時，電機(jī)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(dāng)在負(fù)載電流Idl（s）的輸入端加上負(fù)載電流時直流電機(jī)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(jī)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(yīng) Sum:對輸入信號進(jìn)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(jìn)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(jìn)行積分 第五章 總結(jié)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好，應(yīng)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(shè)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(chǔ)。應(yīng)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(yīng)用工程設(shè)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(shè)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(guān)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(dǎo)老師—樊明老師。在他的精心指導(dǎo)下，我順利的完成了本次畢業(yè)設(shè)計。他一開始就為我們制定了周密的工作任務(wù)安排，每次都很認(rèn)真的查看我們的工作進(jìn)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(xué)，跟他們一起討論相關(guān)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(xué)間的互相幫助和友誼。這也是我順利完成畢業(yè)設(shè)計的一大動力。參考文獻(xiàn)[1] 陳伯時．電力拖動自動控制系統(tǒng)[M]．第3版，機(jī)械工業(yè)出版社，2003．7[2] 劉金琨．先進(jìn)PID控制MATLAB仿真[M]．第2版電子工業(yè)出版社，2004．9[3] 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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(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)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(biāo)與參數(shù)的關(guān)系(擾動作用下典型Ι系統(tǒng)，已選定的參數(shù)關(guān)系KT=)%%%%%% 表34 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按Mrmin準(zhǔn)則確定關(guān)系時）h345678910σ%%%%%%%%k3221111