單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真(參考版)
2025-07-02 22:49本頁面
【正文】 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。. 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)卡西綜上所述，對于單閉環(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。此時(shí)仿真參數(shù)stop time 。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。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，否則會變得不穩(wěn)定。此時(shí)仿真參數(shù)stop time 。且動態(tài)模型中，轉(zhuǎn)速會慢慢趨于穩(wěn)定。圖32為給定電壓時(shí)的輸出特性。 圖29 給定為18V額定電流下的有靜差調(diào)速系統(tǒng)的動態(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。從圖中可以看出。3., , 時(shí)的轉(zhuǎn)速輸出如圖29所示。 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)的動態(tài)輸出特性 時(shí)的動態(tài)輸出特性，給定電壓越大，最終轉(zhuǎn)速越高。圖26 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)添加恒定負(fù)載時(shí)的動態(tài)仿真模型轉(zhuǎn)速給定電壓、負(fù)載擾動、傳遞函數(shù)、信號綜合點(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。由此建立有靜差調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并用MATLAB軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。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。（1）其中給定為18V，給定和負(fù)載同時(shí)作用時(shí)的輸出波形如圖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。將有靜差調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)中的Kp比例環(huán)節(jié)換成積分環(huán)節(jié)，參數(shù)設(shè)置：分子為[ 1], 分母為[ 0]。由此建立有靜差調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并用MATLAB軟件對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。無靜差調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖21，仿真模型如圖22。圖20 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器串聯(lián)校正(1)原始系統(tǒng)的對數(shù)幅頻特性 (2)校正環(huán)節(jié)添加部分的對數(shù)幅頻和相頻特性 (3)校正后系統(tǒng)的對數(shù)幅頻和相頻特性從圖20的對比中可以看出：校正后的系統(tǒng)的仰臥頻段的斜率變陡，說明校正后的系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度變好了（即靜差率變?。?；校正后的截止頻率變小了，說明PI校正犧牲了系統(tǒng)的快速性?，F(xiàn)在，校正后系統(tǒng)的截止頻率，而顯然，上述近似條件是成立的，設(shè)計(jì)有效。已知，則，取。根據(jù)原始系統(tǒng)對數(shù)幅頻和相頻特性圖可知：因此 代入數(shù)據(jù)，得按上述方法，取，并使，取，在特性上查得相應(yīng)的，因而。margin(sys)得出原始閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的頻率特性如圖18： 圖18 原始系統(tǒng)的伯德圖由圖可見，相角裕度γ=，幅值增益裕度GM=，都是正值，所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。s3=tf(n3,d3)。n3=[0 1]。d2=[ 1]。s1=tf(n1,d1)。代入上式并分解因式，得根據(jù)穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算的結(jié)果，閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)已取為于是閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為相應(yīng)的開環(huán)對數(shù)幅頻及相頻特性如圖，其中三個(gè)轉(zhuǎn)折頻率分別為利用margin命令函數(shù)n1=[0 ]。下面從原始系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性來分析研究閉環(huán)傳遞函數(shù)在一般情況下，因此項(xiàng)有兩個(gè)負(fù)實(shí)根，令其為和。通過對比可以得出，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有很好的跟隨特性。(1）為，轉(zhuǎn)速降為n=。(2)圖中為時(shí)系統(tǒng)的特性，從轉(zhuǎn)速曲線可以看到，隨著放大倍數(shù)的增加，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降減小，靜特性的硬度增加，抗負(fù)載能力提高。 stop time:，a)為，b）為。在電路圖的Simulink 菜單選項(xiàng)中，選擇Simulintion Parameter 中。圖15 有靜差調(diào)速系統(tǒng)由于觸發(fā)裝置GT的控制電壓是由給定電壓和反
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