單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真-資料下載頁
2025-06-29 22:49本頁面
【正文】 圖23所示 圖23 有靜差調(diào)速系統(tǒng)給定和負(fù)載 圖24無靜差調(diào)速系統(tǒng)給定和負(fù)載同時(shí)作用時(shí)的穩(wěn)態(tài)特性 同時(shí)作用時(shí)的穩(wěn)態(tài)特性與有靜差調(diào)速系統(tǒng)輸出波形圖相比較可知，加入無積分環(huán)節(jié)后，波形變得平滑了。 有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)如圖25所示，將前述靜態(tài)比例環(huán)節(jié)Ks換為。圖25 采用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖仿真模型如圖26，其中微分環(huán)節(jié)的設(shè)置如圖所示。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖(如圖25),選擇仿真模塊：使用constant模塊作為轉(zhuǎn)速給定電壓，ramp模塊作為負(fù)載擾動(dòng)，并用staturation模塊限幅，選擇Gain模塊作為傳遞函數(shù)模塊，sum模塊作為信號(hào)綜合點(diǎn)，Derivative模塊作為微分器，最后加上示波器。由此建立有靜差調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并用MATLAB軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真。圖26為添加恒定負(fù)載時(shí)的仿真模型。圖26 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)添加恒定負(fù)載時(shí)的動(dòng)態(tài)仿真模型轉(zhuǎn)速給定電壓、負(fù)載擾動(dòng)、傳遞函數(shù)、信號(hào)綜合點(diǎn)等模塊的參數(shù)設(shè)置與有靜差調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置相同。其它參數(shù)設(shè)置如圖所示。圖28為給定電壓時(shí)的輸出特性。 圖27有靜差調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)給定作為 圖28有靜差調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)給定作為時(shí)的動(dòng)態(tài)輸出特性 時(shí)的動(dòng)態(tài)輸出特性，給定電壓越大，最終轉(zhuǎn)速越高。且動(dòng)態(tài)模型中，轉(zhuǎn)速會(huì)慢慢趨于穩(wěn)定。3., , 時(shí)的轉(zhuǎn)速輸出如圖29所示。此時(shí)仿真參數(shù)stop time 。從圖中可以看出。但是當(dāng)Kp增大到40時(shí)，波形變得發(fā)散，說明Kp不能一直增大，否則會(huì)變得不穩(wěn)定。 圖29 給定為18V額定電流下的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 4. 圖30為用Ramp模塊加上staturation模塊限幅作為負(fù)載擾動(dòng)。圖30 給定為階躍函數(shù)時(shí)的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。圖32為給定電壓時(shí)的輸出特性。 圖31有靜差調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)給定作為 圖32有靜差調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)給定作為時(shí)的動(dòng)態(tài)輸出特性 時(shí)的動(dòng)態(tài)輸出特性，給定電壓越大，最終轉(zhuǎn)速越高。且動(dòng)態(tài)模型中，轉(zhuǎn)速會(huì)慢慢趨于穩(wěn)定。7., , 時(shí)的轉(zhuǎn)速輸出如圖33所示。此時(shí)仿真參數(shù)stop time 。從圖中可以看出。但是當(dāng)Kp增大到40時(shí)，波形變得發(fā)散，說明Kp不能一直增大，否則會(huì)變得不穩(wěn)定。 圖33 給定為階躍函數(shù)下的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性8. 無靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型如圖34所示。將有靜差調(diào)速系統(tǒng)的比例控制器換成比例積分控制器。有靜差調(diào)速系統(tǒng)的輸出特性如圖35所示無靜差調(diào)速系統(tǒng)的輸出特性如圖36所示。此時(shí)仿真參數(shù)stop time 。 圖34 無靜差調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真模型 圖35 有靜差調(diào)速系統(tǒng) 圖36 無靜差調(diào)速系統(tǒng)與有靜差調(diào)速系統(tǒng)的輸出特性對(duì)比可知，由于無靜差調(diào)速系統(tǒng)中將比例環(huán)節(jié)改為積分環(huán)節(jié)，波形波動(dòng)不大，能夠較快達(dá)到穩(wěn)定速度。綜上所述，對(duì)于單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，為了達(dá)到較高的調(diào)速性能，需采用PI調(diào)節(jié)器，使波形在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定速度。參考文獻(xiàn)[1] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008[2] 馮信康，楊興瑤. 電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用. 北京：水利水電出版社，1985[3] 周德澤. 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989[4] 林瑞光. 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ). 杭州：浙江大學(xué)出版社，2007[5] 李華德. 電力拖動(dòng)控制系統(tǒng). 北京：電子工業(yè)出版社，2006[6] 閻治安，崔新藝，蘇少平. 電機(jī)學(xué). 西安：西安交通大學(xué)出版社，2006[7] 孫亮，楊鵬. 自動(dòng)控制原理. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，2006[8] 王兆安，黃俊. 電力電子技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[9] (美)卡西 譯者:戴文進(jìn). 電機(jī)原理與設(shè)計(jì)的MATLAB分析. 北京：電子工業(yè)出版社，2006[10] 李維波. MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用. 北京：中國電力出版社，2006[11] 潘曉晟，郝世勇. MATLAB電機(jī)仿真精華50例. 北京：電子工業(yè)出版社 2007[12] 洪乃剛. 電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[13 ] 周淵深. 電力電子技術(shù)與MATLAB仿真. 北京：中國電力出版社，2005致謝在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師老師傾注了大量的心血，從選題到開題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。
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