【正文】 正是由于戰(zhàn)老師的督促與講解，才使我在論文撰寫過程中克服了一個又一個的困難，學到了更多的知識，也使我對直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深刻的了解。(2)本文進行的幾項仿真研究是針對不同類型的直流電機開展的，內(nèi)容相對來說比較分散，如何就某一類具體的電機，采用不同的算法，進行更多的仿真建模，分析各自的仿真效果與優(yōu)良特性，對進一步探索與研究電機調(diào)速控制具有重要的實際意義。具體工作總結(jié)如下:(1)建立了一種開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，詳細介紹了系統(tǒng)的建模和模型參數(shù)設置。本章介紹了一種基于MATLAB與Simulink環(huán)境仿真實驗平臺實現(xiàn)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的方法，該方法利用MATLAB平臺完成數(shù)據(jù)的采集、存儲和計算處理，根據(jù)實驗結(jié)果可以準確直觀地分析轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程及動態(tài)抗擾性能，可方便地設計各種不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)及控制策略并分析其對系統(tǒng)性能的影響，取得了很好的仿真效果。 帶轉(zhuǎn)速微分負反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計 和普通的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)相比，其他的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)和普通的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完全一樣。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)性能的進一步改進——轉(zhuǎn)速微分負反饋雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的不足是有轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)之后，ASR輸入端出現(xiàn)負偏差電壓，使它退出飽和狀態(tài)，進入線性調(diào)節(jié)階段，使速度保持恒定，實際仿真結(jié)果基本上反映了這一點。仿真結(jié)果分析如下：啟動過程的第一階段是電流上升階段。其他沒有作說明的都為系統(tǒng)默認參數(shù)。 SCR的參數(shù)設置為：橋臂數(shù)取3； A、B、C三相交流電源接到整流橋的輸入；過渡電阻為50000 Ohms；過渡電容為inf；電力電子元件選擇晶閘管；導通電阻為1 e3 Ohms；導通電感為0H，正向電壓為0 V。 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。 多環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 多環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計思路多環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路模型是一樣的，主電路仍然是由交流電源、同步脈沖觸發(fā)器、晶閘管整流橋、平波電抗器、直流電動機等部分組成。①啟動時，在ASR的飽和作用下，通過ACR的調(diào)節(jié)，使電樞電流持允許的最大值，加快過渡過程，實現(xiàn)快速起動。，穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。－－(a)－ (b) 速度環(huán)模型框圖（1）確定系統(tǒng)的類型對速度環(huán), 可以校正成典I系統(tǒng), 也可以校正成典II系統(tǒng), 應根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而定, 大多數(shù)調(diào)速系統(tǒng)的速度環(huán)都按典II系統(tǒng)進行設計。一般對抗擾性能要求不是特別嚴格時，采用典I系統(tǒng)設計既可。對于濾波時間常數(shù)，如果取得太小，那么濾不掉信號之中的諧波，從而影響到了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；但是如果取得太大，那么將會使得慣性加大，過渡的過程加長，從而降低系統(tǒng)的快速性。（2）電流反饋系數(shù)β設最大允許電流Idm=，有Idm=*= （3）速度反饋系數(shù)α （4）電流濾波時間常數(shù)Tfi及轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Tfn因為轉(zhuǎn)速檢測信號和電流檢測信號中含有諧波分量，而且這些諧波分量會使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，因此需要添加反饋濾波環(huán)節(jié)。折算到直流電動機軸的飛輪力矩慣量GD2=。 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖上圖中WASR（s）與WACR(s)分別是表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。同時，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。雙閉環(huán)系統(tǒng)中設置了兩個調(diào)節(jié)器，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR)，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，兩者實行串級連接，且都帶有輸出限幅電路。啟動時，讓轉(zhuǎn)速外環(huán)飽和不起作用，電流內(nèi)環(huán)起主要作用，調(diào)節(jié)啟動電流保持最大值，使轉(zhuǎn)速線性變化，迅速達到給定值；穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)速負反饋外環(huán)起主要作用，使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電壓的變化而變化，電流內(nèi)環(huán)跟隨轉(zhuǎn)速外環(huán)節(jié)電動機的電樞電流以平衡負載電流。但是由于電流截止負反饋只能限制最大啟動電流，而不能保證在整個啟動過程中維持最大電流，隨著轉(zhuǎn)速的上升，電動機反電動勢增加，使啟動電流達到最大值后又迅速降下來，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，必然影響啟動的快速性。觀察波形可見，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)值隨著勵磁電壓的增大而明顯降低，且調(diào)節(jié)速度明顯加快，1秒以內(nèi)轉(zhuǎn)速就達到了穩(wěn)態(tài)值。仿真結(jié)果分析：上圖的仿真參數(shù)和普通的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完全一樣，而從仿真結(jié)果可以看出，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器上引入轉(zhuǎn)速微分負反饋，可以抑制轉(zhuǎn)速超調(diào)。 仿真參數(shù)設置 在“Simulation parameters…”。 控制電路的建模和參數(shù)設置開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制電路只有一個給定環(huán)節(jié)，在輸入源模塊組中選取 Constant”模塊，并將模塊標簽改為“Signal”，然后雙擊該模塊，將參數(shù)設置為某個值，此處設為150。6脈沖觸發(fā)器需用三相線電壓同步，所以同步電源的任務是將三相交流電源的相電壓轉(zhuǎn)換成線電壓。 直流電動機的參數(shù)設置（5）同步脈沖觸發(fā)器的建模和參數(shù)設置。其中，電感值(Inductance L)為5e3 H。當采用三相整流橋時，橋臂數(shù)(Number of bridgearms)取3；A、B、C三相交流電源接到整流橋的輸入端(Prot configuration)；過渡電阻(Snubber resistance RS)為50000 Ohms；過渡電容(Snubber capacitance Cs)為inf；電力電子元件(Power Electronic device)選擇晶閘管；導通電阻(Ron)為1e3Ohms；導通電感(Lon)為0H，正向電壓(Forward voltage Vf)為0 V。外，其它與A相相同。首先在電源模塊組中設置三個交流電壓源模塊，即A相、B相、C相；然后從連接器模塊組中選取“Ground”元件和“ Bus Bar”元件并進行連接。 主電路的建模和參數(shù)設置開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路的主要組成部分是：三相對稱交流電壓源、晶閘管整流橋、平波電抗器、直流電動機等。其具體的方法是分別去設置這些參數(shù)中的一個較大值與一個較小值進行仿真，從而了解它們對系統(tǒng)性能的影響趨勢，據(jù)此可漸漸將參數(shù)進行優(yōu)化。建模與參數(shù)設置的基本原則和方法如下：（1）系統(tǒng)建模時，將其分成主電路和控制電路兩部分分別進行。在控制快速性方面，交流機組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，大大提高系統(tǒng)的快速性。為了使系統(tǒng)得到好的性能，通常要根據(jù)仿真結(jié)果來對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整。然后進一步的改進了該雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使系統(tǒng)更加的完善。（6）連接器模塊組連接器模塊包括10個常用的連接器模塊。單個的電阻、電容和電感元件只能通過串聯(lián)和并聯(lián)的RLC分支以及它們的負載形式來定義。在MATLAB，己經(jīng)封裝好了電系統(tǒng)模塊庫，在該模塊庫中有很多模塊組，主要有電源(Electrical sources)、元件(Elements)、電力電子(Power Electronics)、電機系統(tǒng)(Machines)、連接器(Connectors)、測量(Measurements)、附加((Extras)、演示(Demos)模塊組等，雙擊每一個圖標都可打開一個模塊組。整個Simulink模塊庫是由若干個模塊組構(gòu)成。 Simulink模塊簡介Simulink是The MathWorks公司于1990年推出的產(chǎn)品，是在MATLAB環(huán)境下建立系統(tǒng)框圖和仿真的模塊庫。其能夠建模和仿真的對象的類型非常廣泛，可以是電子的、機械的等現(xiàn)實存在的實體，也可以是理想的系統(tǒng)，可仿真的動態(tài)系統(tǒng)復雜性可大可小，可以是連續(xù)的、離散的或混合類型的。長期以來，仿真領(lǐng)域的研究重點是放在仿真模型建立這一環(huán)節(jié)上，即建立準確而快速地仿真模型是至關(guān)重要的。 MATLAB仿真MATLAB主要由MATLAB主程序、MATLAB工具箱和Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真三大部分組成。以一定的精度在要求的轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運行，不因各種可能的外來擾動(負載變化、電網(wǎng)電壓波動等)而產(chǎn)生過大的轉(zhuǎn)速波動，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。在研究方法上，考慮到上述提到的幾種仿真方式的特點，進行了多種方式的仿真研究。這種方式建模依據(jù)系統(tǒng)各部分的傳遞函數(shù)直接建模，運行仿真的時間一般很短，往往在一兩秒之間即出結(jié)果，非?？旖?。研究者們可以通過仿真實現(xiàn)各種算法的控制器設計，利用仿真還可以優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)。MATLAB軟件由于其強大的功能，早己被廣泛運用于控制系統(tǒng)的計算、分析和設計當中，成為一種必需的工具。系統(tǒng)仿真就是用模型（物理模型或數(shù)學模型）代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究，而計算機仿真能夠為各種實驗提供方便、廉價、靈活可靠的數(shù)學模型。借助于數(shù)字和網(wǎng)絡技術(shù)，智能控制已經(jīng)深入到運動控制系統(tǒng)的各個方面，例如：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等。（3）網(wǎng)絡化。在功率驅(qū)動裝置中，低頻的半控器件——晶閘管在中小功率范圍將會被高頻的全控器件——大功率晶體管所代替，這既可調(diào)提高性能，又可改善電網(wǎng)的功率因素。另外，姚勇濤等人依據(jù)系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的輸入輸出