【正文】 。是他們默默的奮斗在科學教育的一線，為我們提供了不少的知識。 在大學生活的四年中，我得到了許多老師，同學，師兄師姐的幫助，是老師們辛勤教誨，同學們的熱心幫助，師兄師姐 的金玉良言，才讓我順利的畢業(yè)。 我還得感謝給予我?guī)椭臒嵝牡耐瑢W以及朋友。 directional operation． Electrical Engineering， 2021：87～ 89. [16]羅飛 .運動控制系統(tǒng) .北京： 化學工業(yè)出版社 2021． 3 37～ 43. 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 38 頁 共 36頁 [17] Kara T， Eker I ． Idenificafion of nonlinear systems for feedback contr01． In： Proceeding of the 4th GAP Engineering Congress． Literamr Press， 2021(1)： 520～ 526. [18]Paul melaby,Nicholas Weber,Alfred Hublcr． Robustness ofadaptation in controlled selfadjusting chaotic systems． 2021(4)I： 285～ 292. [19]陳州 .晶閘管變流技術(shù)北京：冶金工業(yè)出版社 1988， 56～ 58. [20]李仁定 .電機的微機控制北京：機械工業(yè)出版社， ， 92～ 95. 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 39 頁 共 36頁 致 謝 在畢業(yè)設計即將完成之際 ， 在此，向我 可敬的師長、 答辯組的各位老師、熱心的 同學 以及 朋友 致以最 誠摯的謝意！ 本人由衷地向我的指導老師王忠慶，我的師兄李石旦致謝，他們在我做畢設時，提供了許多相關(guān)的資料，并且提出許多寶貴的意見，都對我提出的問題做細心的解答，使我在完成畢設的同時，還學到了許多知識，受益匪淺。 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 37 頁 共 36頁 參 考 文 獻 [1]ong Hwa Kim， Jin III Park． Intelligent PID Control by Imnlune Algorithms Auto— Tuning． hcture Notes in Computer Science， 2021(271 5)： 474～ 482. [2]王福來，徐 平 .6RA24全數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)的分析電氣傳動， 2021(3)： 23— 26. [3]姚洪江 .基于全數(shù)字化直流調(diào)速系統(tǒng)的研究 .西安理工大學優(yōu)秀碩士論 ,2021． 3. [4]吳戈 .綜合性最優(yōu)控制及其在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應用 .科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2021(7)： 110～ 112. [5]陳飛，王振臣，郭艷兵 .補償 PID控制在直流調(diào)速系統(tǒng)中的應用 .自動化與儀表，2021(1)： 24～ 26. [6]潘策，楊培林，陳曉楠 .基于最優(yōu)化控制的直流調(diào)速系統(tǒng) .包裝與食品機械， 2021． 21(4)： 21～ 23. [7]吳延華，孟姣茹 .基于最優(yōu)化 PID控制算法的直流調(diào)速系統(tǒng) .工礦自動化， 2021 (4)： 45～ 48. [8] 孫立功，劉珊中，田葳 .直流電機驅(qū)動控制器的技術(shù)改進 .起重運輸機械， 2021 (9)： 28～ 30. [9]陳白寧，段智敏，劉文波 .機電傳動控制 .沈陽：東北大學出版社， 2021． 4： 16～ 20. [10]李瑋，趙江，劉建業(yè) .一種實用的單片機控制的數(shù)字式調(diào)速系統(tǒng) .吉林化工學 院報， 2021， 6(2)： 12～ 14. [11]喬忠良 .全數(shù)字直流調(diào)速裝置及工程應用太原理工大學學報， 200． 3， (2)12． 15 [12]謝卓輝 .直流調(diào) 速系統(tǒng)的全數(shù)字控制 .湖南大學優(yōu)秀碩士論文， . [13]陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng) .北京：機械工業(yè)出版社， 1997. [14]鐵才 .電機控制技術(shù) .啥爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社 2021， 8～ 9. [15] T． Kara， I． Eker。 帶 PI 調(diào)節(jié)器的閉環(huán)直流系統(tǒng)是在比例放大器的閉環(huán)系統(tǒng)的基 礎(chǔ)上，串聯(lián)一個滯后環(huán)節(jié)， PI 調(diào)節(jié)器中的積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。在此系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器的輸出是電力電子變換器的控制電壓 c p nU K U??。 通過計算和仿真得出：閉環(huán)系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設電壓放大器與反饋裝置。設 R0=40k? 。調(diào)節(jié)時間為： 。 sope=s1*s2。 d2=[ 0]。 s1=tf(k1,d1)。 查看系統(tǒng)的階躍響應 程序如下 ： k1=。 校正后的系統(tǒng)仿真 用 simulink 仿真： 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 32 頁 共 36頁 Simulink仿真模型圖 輸出示波器圖形 從其階躍響應可以看出，快速性和穩(wěn)定性都滿足要求。 bode(sope) margin(sope) grid 由伯德圖可知： 2 0 .1 , 3 2 .2 d e gG m d B p m??，校正后系統(tǒng)的穩(wěn)定指標 r和 GM 都已變?yōu)檩^大的正值，有足夠的穩(wěn)定裕度而截止頻率從 1201s? 降到 ? 。 s2=tf(k2,d2)。 k2=[ 1]。 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 31 頁 共 36頁 d1=conv(conv([ 1],[ 1]),[ 1])。此時調(diào)節(jié)器的比例強度不變，微分作用減小。 bode(sope) margin(sope) grid 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 30 頁 共 36頁 伯德圖 由伯德圖可知 2 6 .3 , 7 7 .7 d e gG m d B p m??，穩(wěn)定性滿足要求。 s2=tf(k2,d2)。 k2=[ 1]。 d1=conv(conv([ 1],[ 1]),[ 1])。 bt=beta*T。 beta=10^(h/20)。 g1=abs(g)。 da=polyval(d1,j*wc)。 d1=conv(conv([ 1],[ 1]),[ 1])。 程序如下： wc=30。) 0b L w?? 1 39。cW 前可取為 6，于是，根據(jù)式可以求出相應的 39。r 是指標要求值， ( 39。) ( 39。)ccW? ，因此下式成立： 39。 ⑶ 根據(jù)相角裕度要求，選擇 已校正系統(tǒng)的截止頻率。 觀察未校正系統(tǒng)的伯德圖可知： 相應的三個轉(zhuǎn)折頻率分別為： 11111 2 0 .40 .0 4 9WsTs ?? ? ? 12211 3 8 .50 .0 2 6WsTs ?? ? ? 12211 6000 .0 0 1 6 7WsTs ?? ? ? 而 2 0 lg 2 0 lg 5 5 .5 8 3 4 .9k d B?? 其相角裕度 r=，增 益裕度 GM=，其截至頻率 wc=201，為使校正后的系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度，它的對數(shù)幅頻特性應以 20dB/dec 的斜率穿越 0dB 線，而原系統(tǒng)此斜率的頻率范圍為： 112 0 .4 3 8 .5s W c s????，取校正后系統(tǒng)的截止頻率 Wc=30，采用串聯(lián)遲后校正方法設計 PI調(diào)節(jié)器。 ③ 低頻帶的斜率越陡，增益越高，說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度高。一般要求 30 ~ 60r ?? ， GM6dB 伯德圖與系統(tǒng)性能的關(guān)系： ① 中頻段以 20dB/dec 的斜率穿越 0dB 線，而且這一斜率能覆蓋足夠的頻帶寬度，則系統(tǒng)的穩(wěn)定性好。 在設計校正裝置時，主要的研 究工具是伯德圖，在實際系統(tǒng)中，動態(tài)穩(wěn)定性不僅必須保證，而且還要有一定的裕度，以防參數(shù)變化和一些未計入因素的影響。一般調(diào)速系統(tǒng)的要求以動態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度為主，所以主要采用 PI 調(diào)節(jié)器。 PID 調(diào)節(jié)器中有比例微分，比例積分和比例積分微分三種類型。 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 25 頁 共 36頁 ⑷ 用 SIMULINK 仿真 給定其階躍信號后，得其仿真圖形如下： Simulink仿真模型圖 輸出示波器圖形 從圖形可以看出，輸出的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，不能滿足要求 物理實體模型仿真： 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 26 頁 共 36頁 5 系統(tǒng)校正設計 相關(guān)知識： 在設計閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時，常常會遇到動態(tài)穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)性能指標發(fā)生矛盾的情況，這時，必須設計合適的動態(tài)校正裝置，來改造系統(tǒng)，是它滿足動態(tài)穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性指標兩方面的要求。 nyquist(s1) 根軌跡圖 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 24 頁 共 36頁 伯德圖 由以上分析可知，從伯德圖可知相角裕度和增益裕度都是負值，所以原始閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。 den=conv(conv([ 1],[ 1]),[ 1])。 margin(s1)。 s1=tf(num,den)。 ⑵利用伯德圖分析 根據(jù)其開環(huán)傳遞函數(shù)畫出其伯德圖： 程序如下： num=。 s1=tf(num,den)。 [z p k]=tf2zp(num,den) z = Empty matrix: 0by1 p = k = +007 畫出其根軌跡圖： 程序如下： num=。 利用 MATLAB 輔助分析 ⑴ 利用根軌跡分析 原始閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是： 5 5 . 5 8() (0 . 0 4 9 1 ) (0 . 0 2 6 1 ) (0 . 0 1 6 7 1 )Ws s s s? ? ? ? 中北大學 2021 屆畢業(yè)論文 第 22 頁 共 36頁 根據(jù)開環(huán)傳遞函數(shù)求其零極點并畫出其根軌跡圖： 求其零極點： 程序如下： num=。系統(tǒng)所面臨的第二個問題是：直流電動機起動或發(fā)生堵轉(zhuǎn)時，由于反饋電壓 Un=0，直流電動機處于 全壓起動狀態(tài)，會導致電動機電流太大，電動機不能安全運行。而對一個自動控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)的穩(wěn)定性是正常工作的首要條件，是必須要保證的。 由此可見，為了提高穩(wěn)態(tài)精度而增加開環(huán)放大系數(shù)時，就有可能導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 由圖可見，反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳函是： 2() ( 1 ) ( 1 )s m l mkWs T S T T S T S? ? ? ? 其中 /p s eK K K C?? 其中 mT 為機電時間常數(shù) lT 為電磁時間常數(shù) 由已知 L= 取 L= 電磁時間常數(shù) 0 .0 1 7 0 .0 1 71l LHTsR? ? ?? 機電常數(shù)： 2 10 1 30375 375 925 925m G D RC e C m??? ? ?? ? ? 如果 Kp 取 21，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)取為： 2 1 4 4 0 . 0 1 1 5 8/ 5 5 .