【正文】 過(guò)電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用，使電動(dòng)機(jī)電流增加、電動(dòng)機(jī)獲得加速轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升；當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速高于給定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出減小，即電流給定值減小，并且通過(guò)電流環(huán)的調(diào)節(jié)，是電動(dòng)機(jī)電流下降，電動(dòng)機(jī)將因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩減小而減速。在穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速為1000r/min，整個(gè)變化曲線同實(shí)際情況非常相似。從仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)給定信號(hào)為10V時(shí)。圖中波形自上而下為6脈沖發(fā)生器的輸出（觸發(fā))信號(hào)Ug、電機(jī)轉(zhuǎn)速n，電樞電流Ia與電磁轉(zhuǎn)矩Te。電流限幅模塊的上限為150，下限為150。交流電源Ua 、Ub、Uc參數(shù)”P(pán)eak amplitude”,設(shè)置為220；參數(shù)“Frequency”，設(shè)置為50（Hz）；Ua 、Ub、Uc三相電壓的相角對(duì)稱。m）。設(shè)置仿真參數(shù)，仿真時(shí)間設(shè)為5s，仿真算法采用Ode23tb。由模型看出，給定信號(hào)與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋信號(hào)比較后經(jīng)速度限幅后，作為電流環(huán)的給定信號(hào)控制電流環(huán)。這樣就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)[19]。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，叫做內(nèi)環(huán)。第四章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用[18]，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，兩者之間實(shí)行串級(jí)聯(lián)接。因此需要同時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度和電流進(jìn)行控制。要實(shí)現(xiàn)精度高和動(dòng)態(tài)性能高的控制，不僅要求控制速度，同時(shí)還要控制速度的變化率也就是加速度?？紤]到，限流作用只需在起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)讓電流自由地隨著負(fù)載增減，采用電流截止負(fù)反饋的方法，則當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。那么，引入電流負(fù)反饋，應(yīng)該能夠保持電流基本不變，使它不超過(guò)允許值。為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過(guò)大的問(wèn)題，系統(tǒng)中必須有自動(dòng)限制電樞電流的環(huán)節(jié)。由于限制了起動(dòng)電流，同單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速反反饋圖311相比較我們可以得出，該系統(tǒng)使得電動(dòng)機(jī)經(jīng)稍微長(zhǎng)一點(diǎn)的時(shí)間使得轉(zhuǎn)速才達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。 電壓比較模塊就是Sum模塊，電流比較模塊Switch提取路徑為Simulink/Signal Routing/Switch，雙擊這個(gè)模塊我們可以看到一個(gè)參數(shù)設(shè)置框。但是，它實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。由于PI調(diào)節(jié)器本身帶輸出限幅值，故不再需要限幅模塊。如圖310是單閉環(huán)無(wú)靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型。從仿真結(jié)果可以輕易地看出來(lái)，在比例調(diào)節(jié)器的作用下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很快達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，在2s的時(shí)候，轉(zhuǎn)矩由50變?yōu)?00時(shí)，系統(tǒng)快速進(jìn)行調(diào)節(jié)，使轉(zhuǎn)速很快上升到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)值。當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)定后，即可開(kāi)始進(jìn)行仿真。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)模塊就是Gain模塊。由于速度調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)的數(shù)值可能大于90，故需加限幅器Saturation，提取路徑為Simulink/Discontinuities/Saturation,其參數(shù)設(shè)置上下限幅為10和10。比例調(diào)節(jié)器模塊就是放大模塊Gain，把參數(shù)設(shè)為1，即放大系數(shù)為1.從上面分析可知，同步6脈沖觸發(fā)裝置的輸入信號(hào)是導(dǎo)通角，整流橋處于整流狀態(tài)時(shí)導(dǎo)通角范圍為0176。給定信號(hào)模塊就是Constant模塊，參數(shù)設(shè)置為10，它的物理量是給定電壓信號(hào)，把此模塊標(biāo)簽為“給定電壓信號(hào)”。 直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置對(duì)話框 同步6脈沖觸發(fā)器參數(shù)設(shè)置單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的控制電路由給定信號(hào)、速度調(diào)節(jié)器、速度反饋等環(huán)節(jié)組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)信號(hào)為“1”時(shí)，封鎖觸發(fā)器，故取模塊Constant（提取路徑為Simulink/Source/Constant）同Block端口連接，把參數(shù)改為“0”，開(kāi)放觸發(fā)器，把同步頻率改為50Hz。同步脈沖發(fā)生器的建模和參數(shù)設(shè)置。仿真結(jié)果可以通過(guò)示波器顯示，也可以通過(guò)OUT端口顯示。直流電動(dòng)機(jī)輸出m口有4個(gè)合成信號(hào)，用模塊Demux（路徑為Simulink/Signal Routing/Demux）把這4個(gè)信號(hào)分開(kāi)。電動(dòng)機(jī)TL端口接負(fù)載轉(zhuǎn)矩。打開(kāi)參數(shù)設(shè)置框，電壓參數(shù)設(shè)為220V。提取直流電動(dòng)機(jī)模塊DC Machine的路徑為SimPower Systems/Machines/DC machine，將模塊標(biāo)簽改為直流電動(dòng)機(jī)。提取電抗器元件RLC Branch，路徑為SimPower/Elements/RLC Branch，由于無(wú)單個(gè)電感元件，通過(guò)參數(shù)設(shè)置改為純電感元件，其電抗為1e3。如果不是針對(duì)某個(gè)具體調(diào)速系統(tǒng)的仿真，可以取默認(rèn)值進(jìn)行仿真，如果仿真結(jié)果不理想，就要適當(dāng)調(diào)整各模塊參數(shù)。 AC Voltage Source模塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框晶閘管整流橋的建模和主要參數(shù)設(shè)置。C相的初始相位為120176。B相和C相交流電壓源設(shè)置參數(shù)方法：參數(shù)設(shè)置除了相位相差120176。雙擊三相交流電壓源圖標(biāo)，打開(kāi)電壓源參數(shù)對(duì)話框，A相交流電壓源參數(shù)設(shè)置：峰值電壓為220V，初相位為0176。提取交流電壓源模塊AC Voltage Source（路徑為SimPower Systems/Electrical Source/AC Voltage Source）,再用復(fù)制的方法得到三相電源的另外兩個(gè)電源模塊，并把模塊標(biāo)簽分別改為“A”、“B”、“C”，從路徑SimPower Systems/Elements/Ground取接地元件Ground，按圖1主電路圖進(jìn)行連接。[17]。轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，且設(shè)計(jì)較為方便的特點(diǎn)，是應(yīng)用非常廣泛的一種直流調(diào)速系統(tǒng)[16]。直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)相比，其制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，維修困難，需備有直流電源才能使用。并且它在軌鋼機(jī)、金屬切割機(jī)床、高層電梯、鐵路機(jī)車、造紙機(jī)、礦井卷場(chǎng)機(jī)、挖掘機(jī)等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的運(yùn)用。 直流電動(dòng)機(jī)在即將進(jìn)行的仿真設(shè)計(jì)中，直流電動(dòng)機(jī)是一個(gè)不可或缺的部分。第二步，再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求。 工程設(shè)計(jì)法作為工程設(shè)計(jì)方法，首先要使問(wèn)題簡(jiǎn)化，突出主要矛盾。對(duì)大多數(shù)仿真模型來(lái)說(shuō)，首先使用ode45來(lái)解算模型是最佳的選擇，所以在SIMULINK 的算法選擇中將ode45設(shè)為默認(rèn)的算法。 仿真的數(shù)值算法仿真的數(shù)值算法有很多種，其中包括Ode23，Ode15s，Ode45，Ode113，Ode23s，Ode23t，Ode23tb等，而我在接下來(lái)的仿真軟件件主要運(yùn)用到的是Ode45和Ode23tb這兩種，下面我將對(duì)其進(jìn)行大致的介紹。（2） 系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)和結(jié)果可以通過(guò)波形和曲線觀察，這和實(shí)驗(yàn)室中用示波器觀察的效果幾乎是一致的。Simulink仿真平臺(tái)具有如下特點(diǎn)：（1） 系統(tǒng)仿真模型（即框圖）完成后，設(shè)置了仿真參數(shù)，即可啟動(dòng)仿真。MATLAB提供的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink可以有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，而且仿真過(guò)程是交互的，可以隨意地改變仿真參數(shù)，并且立即可以得到修改后的仿真結(jié)果。它由于使用方便，輸入便捷，運(yùn)算高效，適應(yīng)科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴(kuò)展的空間，特別受到用戶的歡迎。，其中包含調(diào)節(jié)器的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)，相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖仿真，虛擬模型圖仿真，仿真結(jié)構(gòu)分析等。并且通過(guò)仿真分析結(jié)果，與簡(jiǎn)單的閉環(huán)調(diào)速仿真分析進(jìn)行比較，從而得出雙閉環(huán)直流調(diào)速優(yōu)越性。通過(guò)比較它們的仿真分析結(jié)果，得出它們的不足之處，從而引出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。并以此為基礎(chǔ)，再對(duì)交流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究，最終掌握各種交、直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，使之能夠應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。，幫助我們更好的了解和應(yīng)用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。此系統(tǒng)的控制規(guī)律，性能特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法是各種交、直流電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)[11]。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是目前應(yīng)用最廣泛的調(diào)速系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、穩(wěn)定性好、精度高等許多優(yōu)點(diǎn)，在拖動(dòng)領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用[10]。隨著全球科技日新月異的發(fā)展，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的總的發(fā)展趨勢(shì)也向著控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。特別采用了微機(jī)及其他先進(jìn)技術(shù)，使數(shù)字式直流調(diào)速裝置具有很高的精度、良好的控制性能和強(qiáng)大的抗干擾能力，