基于Matlab的直流电动机双闭环调速系统研究
基于MATLAB的直流调速控制系统设计研究
毕业设计
毕业设计任务书
设计题目：基于 MATLAB 的直流调速控制系统设计研究 系部： 学生： 机械工程系 专业： 机械电子工程 专业负责人： 学号：
指导教师：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1．设计的主要任务及目标 本设计要求设计者能设计出一个较好的双闭环直流调速系统。 了解直 流 调 速 的 原 理 和 方 法 ，比 较 各 种 调 速 方 法 的 特 点 与 不 足 。本 课 题 还 要 求 研 究 MATLAB 与 Simulink 在 控 制 方 面 的 应 用 ， 掌 握 仿 真 程 序 的 编 写 与 Simulink 模 块 参 数 的 设 置 。 2．设计的基本要求和内容 1. 主要调速方法选择，电路选择，调节器调节方式选择 2. 建立系统的数学模型和仿真模型 3. 系统参数的设定与校正 4. 编写仿真程序并进行仿真实验和分析实验结果 3．主要参考文献 [1] 陈伯时 自动控制系统 机械工业出版社 1981.7 [2] 李先允 自动控制系统 高等教育出版社 2003.2 [3］刘坤.MATLAB 自控原理习题精解[M].北京：国防工业出版社，2004 [4] 张葛祥，李娜.MATLAB 仿真技术与应用.清华大学出版社.2003. 4．进度安排 设计各阶段名称 1 2 3 4 5 查阅相关文献资料，并撰写开题报告 分析并确定系统的设计方案 系统各部分的设计和实验 对仿真结果进行研究和分析 整理毕业设计相关资料，准备答辩 起 止 日 期
基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统设计
摘要直流电机双闭环调速系统是一个复杂的自动控制系统，是目前直流调速系统中的主流设备，具有调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点，在理论和实践方面都是比较成熟的系统，在拖动领域中发挥着极其重要的作用。
由于直流电机双闭环调速是各种电机调速系统的基础，本文从直流电机的基本特性进行双闭环直流电机设计，最后用实际系统进行工程设计，并采用MATLAB/SIMULINK进行仿真。
对于直流电机双闭环调速系统，在设计和调试过程中有大量的参数需要计算和调整，运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难。
本文对直流电机双闭环调速系统进行辅助设计，选择调节器结构，进行参数计算和近似校验，根据给出和计算出的相应参数，建立起制动、抗电网电压扰动和抗负载扰动的MATLAB/SIMULINK仿真模型，分析转速和电流的仿真波形，并进行调试，使直流电机双闭环调速系统趋于完善、合理。
仿真结果证明了该方法的可行性和合理性。
关键词：直流调速，双闭环系统，电流调节器，转速调节器，计算机仿真AbstractThe double closed loop direct current velocity modulation system is a complex automatic control system, is in the present direct current velocity modulation system mainstream equipment, has the velocity modulation scope width, the stability is good, the steady fast precision higher merit, in the theory and the practice aspect all is the quite mature system, in drives in the domain to play the extremely vital role.Because the direct current machine double closed loop velocity modulation is each kind of electrical machinery velocity modulation system foundation, from the direct current machine basic characteristic conducts the double closed loop direct current machine design method research, finally uses the actual system to carry on the engineering design, and uses MATLAB/Simulink to carry on the simulation.Regarding the double closed loop direct current velocity modulation system, has the massive parameters in the design and the debugging process to need to calculate and to adjust, the utilization tradition design method work load is big, system debugging difficulty.This article carries on the assistance design to the double closed loop direct current velocity modulation system, chooses the regulator structure, carries on the parameter computation and the approximate verification, according to produces the corresponding parameter which and calculates, establishes applies the brake, the anti- electrical network voltage perturbation and the anti-load perturbation MATLAB/Simulink simulation model, the analysis rotational speed and the electric current simulation profile, and carries on the debugging, enable the double closed loop direct current velocity modulation system to tend to the consummation, is reasonable. The simulation result has proven this method feasibility and the rationality.Keywords:Speed control of DC-drivers，Double-closed-loop，Current regulator，Speed regulator，Computer simulation目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 目录........................................................... I II 1．绪论. (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (1)1.3 论文的主要内容 (2)2．直流电动机调速系统 (4)2.1 直流电动机简介 (4)2.1.1 直流电动机的工作原理 (4)2.1.2 直流电动机的运行特性 (5)2.1.3 直流电动机的起动与调速 (6)2.2 转速控制的要求和调速指标 (7)3．方案选择及系统工作原理 (9)3.1 电动机参数及设计要求 (9)3.2 方案选择及系统框图 (9)3.2.1 方案一：直流电机单闭环调速系统 (9)3.2.2 方案二：直流电机双闭环调速系统 (10)3.2.3 方案三：双闭环脉宽调速系统 (11)3.3 系统工作原理简介 (11)3.3.1 双闭环调速系统静态特性 (11)3.3.2 双闭环系统启动过程分析 (14)3.3.3 双闭环调速系统的动态抗扰动性能 (17)3.3.4 双闭环调速系统中两个调节器的作用 (18)4．双闭环调速系统的设计 (19)4.1 双闭环直流调速系统总体设计方案 (19)4.2 主电路设计与参数计算 (20)4.2.1 主电路原理图 (20)4.2.2 整流变压器的设计 (21)4.2.3 晶闸管元件选择 (23)4.2.4 电抗器参数的计算 (24)4.2.5 励磁电路 (26)4.2.6 三相桥式全控整流电路 (26)4.2.7 晶闸管触发电路 (28)4.3 直流调速系统的保护 (30)4.3.1 过电压保护 (30)4.3.2 电流保护 (33)4.4 控制电路设计 (34)4.4.1 电流调节器的设计 (35)4.4.2 转速调节器的设计 (37)5．调速系统的仿真 (40)5.1.1 MATLAB简介 (40)5.1.2 MATLAB的安装 (41)5.1.3 MATLAB的启动运行 (41)5.1.4 MATLAB的帮助文件 (41)5.1.5 MATLAB所定义的特殊变量及其意义 (41)5.1.6 MATLAB工具箱及SIMULINK简介 (42)5.2 调速系统仿真模型的建立 (43)5.3 仿真结果 (43)5.4 仿真结果分析 (46)结论 (47)参考文献 (48)致谢 (49)附录 A (50)1．绪论1.1 课题背景直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。
基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真直流电机双闭环调速系统是一种常见的控制系统，常用于工业生产中对电机速度的精确控制。
本文将基于MATLAB软件进行直流电机双闭环调速系统的设计与仿真，包括系统设计、参数设置、控制策略选择、系统仿真以及性能分析等方面。
文章将以1200字以上的篇幅进行详细阐述。
一、系统设计直流电机双闭环调速系统由速度环和电流环构成。
速度环控制系统的输入为速度设定值和电机实际速度，输出为电机期望电压；电流环控制系统的输入为速度环输出的电压和电机实际电流，输出为电机实际电压。
通过控制电机的期望电压和实际电压，达到对电机速度的调控。
二、参数设置在进行系统仿真之前，需要确定系统中各个参数的值。
包括电机的额定转矩、额定电压、电感、电阻等参数，以及控制环节的比例增益、积分增益、微分增益等参数。
这些参数的选择会影响系统的稳定性和动态性能，需要根据实际情况进行调整。
三、控制策略选择常见的控制策略包括PID控制、PI控制、PD控制等。
在直流电机双闭环调速系统中，可以选择PID控制策略。
PID控制器由比例环节、积分环节和微分环节组成，可以提高系统的稳定性和响应速度。
四、系统仿真在MATLAB中进行直流电机双闭环调速系统的仿真，可以使用Simulink模块进行搭建。
根据系统设计和参数设置，搭建速度环和电流环的控制器，连接电机实际速度和电机实际电流的反馈信号，输入速度设定值和电机期望电流，输出电机期望电压。
通过仿真可以得到系统的动态响应曲线，评估系统的性能。
五、性能分析在仿真结果中，可以分析系统的静态误差、超调量、调整时间等指标，评估系统的控制性能。
通过参数调整和控制策略更改等方式，可以优化系统的控制性能，使系统达到更好的调速效果。
总结：本文基于MATLAB软件对直流电机双闭环调速系统进行了设计与仿真。
通过系统设计、参数设置、控制策略选择、系统仿真以及性能分析等步骤，可以得到直流电机双闭环调速系统的动态响应曲线，并通过参数调整和控制策略更改等方式，优化系统的控制性能。
双闭环直流调速系统的设计与仿真毕业设计论文
本科毕业设计（论文）题目：双闭环直流调速系统的设计与仿真研究Graduation Design (Thesis)Design and Simulation of Double Loop DC Motor Control SystemByWu JieSupervised byAssociate Prof. Zhang zhenyanDepartment of Automation EngineeringNanjing Institute of TechnologyMay, 2014摘要为了提高运动控制系统在实际工程中的应用效率，本文介绍了直流调速系统的工程设计方法[1]，利用 MATLAB软件，对直流调速系统进行数学建模和系统仿真的研究。
所给出的仿真方法，可以灵活地调节系统的参数，从而获得理想的设计结果，并对设计出的系统进行分析。
建立调节器工程设计方法所遵循的原则是:1）概念清楚、易懂。
2）计算公式简明、好记。
3）不仅给出参数计算公式，而且指明参数调节方向。
4）能考虑饱和非线性控制的情况，同时给出简单的计算公式。
5）适合于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统[2]。
由于这个课题相对简单，我在里面加入了相关性的内容以丰富本课题的广度和深度。
在本设计中，我加入了三种简单的单闭环直流调速系统，并且通过对它们进行仿真分析，比较找出了它们的不足之处，从而更明显地体现了双闭环直流调速系统的优越性。
并且通过对两种典型的双闭环直流调速系统进行仿真分析，从而更好地理解和运用双闭环直流调速系统[3]。
关键词：直流电动机；双闭环调速；MATLAB；仿真；直流调速系统；直流脉宽调制；工程设计方法ABSTRACTIn order to raise application efficiency of the motion control system in actual project ,this article discussed the engineering design methods of the speed-governing system of DC motor. The mathematical modeling and system simulation of direct current governor system are researched by means of MATLAB platform . The simulation method can adjust the system controller parameters flexibly, so as to achieve the ideal design results, and the design of the system are analyzed.A controller design method is the principles of:（1）The concept of clear, easy to understand.（2）Simple formula, easy to remember.（3）Not only gives the parameter calculation formula, and indicates the parameter adjustment direction.（4）Can consider the saturation nonlinear control, and gives a simple formula.（5）Suitable for all kinds of feedback control systems can be simplified into a typical system.Because this subject is relatively simple, I joined the correlation content inside to enrich the breadth and depth of the subject. In this design, I added three simple single loop DC speed regulation system, and then analyze them, compared to find their deficiencies, and thus more clearly showed the superiority of double closed loop DC speed regulating system. And through the simulation analysis of two kinds of typical double loop DC speed control system, so as to better understand and use the double loop DC speed control system.Keywords: DC motor, double closed loop，MATLAB，Simulation，V-M，PWM-M，The engineering design method目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 直流调速系统国内外研究现状 (1)1.3 研究双闭环直流调速系统的意义 (2)1.4 论文的主要研究内容 (2)第二章仿真软件以及相关硬件简介 (3)2.1 MATLAB/Simulink仿真平台 (3)2.2 仿真的数值算法 (3)2.3 工程设计法 (4)2.4 直流电动机 (4)第三章简单闭环调速系统的设计与仿真 (5)3.1 单闭环有静差转速负反馈调速系统的设计与仿真 (5)3.2 单闭环无静差转速负反馈调速系统的设计与仿真 (11)3.3 带电流截止负反馈的转速反馈系统的设计与仿真 (13)3.4 简单闭环调速系统的优缺点比较 (15)第四章转速、电流双闭环直流调速系统的设计与仿真 (17)4.1 转速、电流双闭环调速系统的设计与仿真 (17)4.2 V-M直流调速系统的设计与仿真 (19)4.3 PWM-M直流调速系统的设计与仿真 (26)第五章总结与展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1 课题研究背景在现代化的工业生产过程中，许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能[4]。
基于MATLAB的直流电机调速系统
绪论直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。
从机械特性上看，就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。
直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。
广泛地应用于轧钢机、冶金、印刷、金属切削机床等许多领域的自动控制系统中。
它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统运行的可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。
双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试的过程中有大量的参数需要计算和调整，运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难，将SIMULINK 用于电机系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。
同时，MATLAB软件中还提供了新的控制系统模型输入与仿真工具SIMULINK，它具有构造模型简单、动态修改参数实现系统控制容易、界面友好、功能强大等优点，成为动态建模与仿真方面应用最广泛的软件包之一。
它可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真或分析，从而使得一个复杂系统的输入变得相当容易且直观。
本文采用工程设计方法对转速、电流双闭环直流调速系统进行辅助设计，选择适当的调节器结构，进行参数计算和近似校验，并建立起制动、抗电网电压扰动和抗负载扰动的MATLAB/SIMULINK仿真模型，分析转速和仿真波形，并进行调试，使双闭环直流调速系统趋于完善、合理。
2MATLAB简介MATLAB是一门计算机编程语言，取名来源于Matrix Laboratory，本意是专门以矩阵的方式来处理计算机数据，它把数值计算和可视化环境集成到一起，非常直观，而且提供了大量的函数，使其越来越受到人们的喜爱，工具箱越来越多，应用范围也越来越广泛。
双闭环不可逆直流调速系统课程设计心得(matlab仿真设计)【模版】
双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设计(matlab simulink 仿真)前言许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态、动态性能。
而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。
双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。
在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。
这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。
随着社会化大生产的不断发展，电力传动装置在现代化工业生产中的得到广泛应用，对其生产工艺、产品质量的要求不断提高，这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速，因此我们就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。
本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统，包括主电路和控制回路。
主电路由晶闸管构成，控制回路主要由检测电路，驱动电路构成，检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。
基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统
基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统本文主要研究基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统。
直流电机是工业生产中常用的电机，其调速系统对于保证生产效率和质量至关重要。
因此，研究直流电机调速系统的控制方法和参数设计具有重要意义。
本文将首先介绍直流电机的数学模型和调速系统的工作原理，然后探讨常规PID控制器的设计方法和参数控制原理，最后通过MATLAB仿真实验来研究数字PID控制器的设计和应用。
2 直流电机调速系统的数学模型直流电机是一种常见的电动机，其数学模型可以用电路方程和动力学方程来描述。
电路方程描述了电机的电气特性，动力学方程描述了电机的机械特性。
通过这两个方程可以得到直流电机的数学模型，为后续的控制器设计提供基础。
3 直流电机调速系统的工作原理直流电机调速系统是通过控制电机的电压和电流来改变电机的转速。
其中，电压和电流的控制可以通过PWM技术实现。
此外，还可以通过变换电机的电极连接方式来改变电机的转速。
直流电机调速系统的工作原理是控制电机的电压和电流，从而控制电机的转速。
4 常规PID控制器的设计方法和参数控制原理常规PID控制器是一种常见的控制器，其控制原理是通过比较实际输出值和期望输出值来调整控制器的参数，从而实现控制目标。
常规PID控制器的参数包括比例系数、积分系数和微分系数，这些参数的选取对于控制器的性能有重要影响。
常规PID控制器的设计方法是通过试错法和经验公式来确定参数值。
5 数字PID控制器的设计和应用数字PID控制器是一种数字化的PID控制器，其优点是精度高、可靠性强、适应性好。
数字PID控制器的设计方法是通过MATLAB仿真实验来确定控制器的参数值。
数字PID控制器在直流电机调速系统中的应用可以提高系统的控制精度和稳定性。
6 结论本文主要研究了基于MATLAB的数字PID直流电机调速系统，介绍了直流电机的数学模型和调速系统的工作原理，探讨了常规PID控制器的设计方法和参数控制原理，最后研究了数字PID控制器的设计和应用。
基于MATLAB的直流调速系统参数整定设计
为三阶对角阵， 使各状态加权值相等 ， 对角线元素值
维普资讯
采
矿
技
术
． ＝ １ ０ ３ Ｓ， ｒ ・７１ ＝ １ ・ ３ ０， ０７１
Ｙ
调节时间都变小 ， 但超调增加。 接着 ， 固定 Ｑ为三阶单位阵 ， 分别取 Ｒ ＝１ １ ， ，Ｏ １０ ５０ １０ 。系统 阶跃响应波形见图 ３ ０， ， ０ ０ ０ 。
从 图 ３看 出 ， 随着 的增 大 ， 调 量 逐 渐增 加 ， 超
●
／
响应时间和调节时间变长 ， 其原 因是闭环极点位置 的变化 ， 主导极点不断向虚轴移动 ， 因此系统阶跃响 应特 性 变差 。
直 流提 升 机 调 速 系统 中 ， 升 机 负 载 即罐 笼 或 提
分别为 １１ ， ０ ５０ １０ 。不同 Ｑ阵时的阶跃响 ， １ ，０ ， ０ ０ ０ ０
应 见 图 １ 由 图 １可知 ，Ｑ的 变 化对 系统 的 阶跃 输 。 出影 响不大 。
箕斗通过钢丝绳与滚筒相连 ， 而滚筒又大多通过减 速器与直流电机联结 ， 系统 中存在弹性环节、 惯性滞
后环 节 和非 线性 环节 ， 响系统 的调 速 性能 ， 影 在不 同
负载正反向提升运行 中， 频繁启动、 加速 、 减速 ， 容易 引起超调后的衰减振荡、 运行中的非线性振荡、 以及 机 电强 迫振 荡 ， 造成 系统 的不稳 定 ， 响提升 机 的安 影
全运 行及 对 机械 设备 造成 损坏 。 二 次型 （ Ｑ ）最 优 闭 环 系统 具 有 无 穷 增 益 裕 Ｌ 量、 至少 －６ 。 位裕 量 、 界 超 调 和 一 定 的非 线 性 ４０相 － 有 容 限 ，并且 最 优 性 与初 始 条 件 无 关 等 优 点 。 因此 ，
利用Matlab仿真平台设计双闭环直流调速系统
1 设计任务及要求1、已知条件：某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电动机：220V 、136A 、1460r/min ,Ce=0.132 min/r , 允许过载倍数1.5 。
闸管放大系数：Ks=40 。
电枢回路电阻：R 0.5 。
o时间常数：T1=0.03s ，Tm=0.18s 。
电流反馈系数：0.05V/A( 10V/1.5I nom )转速反馈系数：0.007Vmin /r( 10V /n nom)2 、技术要求：稳态指标：无静差；动态指标：电流超调量i 5% ；空载起动到额定转速时的转速超调量n% 10% 。
3 、设计要求：①简述单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理。
②分析所设计系统的静态性能指标和动态性能指标。
③根据动态性能指标设计校正装置。
④设计出系统的Simulink 仿真模型，验证所设计系统的性能。
⑤给出所设计系统的性能指标：上升时间t r 、超调量p% 、调节时间t s 、最大启动电流Idmax 、稳态误差e ss 。
2 系统的基本结构和工作原理许多生产机械，由于加工和运行的要求，使电动机经常处于起动、制动、反转的过渡过程中，因此起动和制动过程的时间在很大程度上决定了生产机械的生产效率。
为缩短这一部分时间，仅采用PI调节器的转速负反馈单闭环调速系统，其性能还不很令人满意。
双闭环直流调速系统是由电流和转速两个调节器进行综合调节，可获得良好的静、动态性能（两个调节器均采用PI调节器），由于调整系统的主要参量为转速，故将转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可以抑制电网电压扰动对转速的影响。
双闭环直流调速系统较单闭环相比具有动态响应快、抗干扰能力强等优点，具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
具有单闭环不能比拟的优势。
双闭环调速系统的结构示意图如下图1：双闭环调速系统结构原理图如下图2 :渊电源输出*" ---3Hj图2 双闭环调速系统结构原理图触发电踣匸桥-功放rIF1 Io"电源H+II个柠3系统的静态性能和动态性能指标3.1系统的静态性能指标为了分析双闭环调速系统，必须先绘出它的稳态结构框图。
基于Matlab的双闭环直流调速系统设计及仿真1
基于Matlab的双闭环直流调速系统设计及仿真宋友志摘要：本文介绍了基于工程设计方法对直流调速系统的设计，根据直流调速双闭环控制系统的工作原理，详细分析了系统的起动过程及参数设计，运用Simulink 进行直流电动机双闭环调速系统的数学建模和系统仿真。
最后显示控制系统模型以及仿真结果并加以分析。
关键词：转速环；电流环；调节器；SimulinkDesignation and Simulation of Double Loop DC Motor Control SystemBased on MatlabAbstract:This paper introduces a design method of DC system based on engineering, according to its working principle,analyzing the dynamic process and the parameters designation detailedly,modeling and simulating were carried out to the dual closed-loop control system of the direct current motor by using Simulink.In the end,analyzing the simulation results.Key words:loop of revolution rate;loop of current;regulator;Simulink一转速、电流双闭环控制系统一般来说，我们总希望在最大电流受限制的情况制系统以尽可能大的加速度起动，达到稳态转速后，电流应快速下降，保证输出转矩与负载转矩平衡，进入稳定运行状态[1]。
这种理想的起动过程如图1所示。
为实现在约束条件快速起动，关键是要有一个使电流保持在最大值的恒流过程。
基于Matlab的直流电动机双闭环调速系统的仿真研究
的转速 反馈 信号 的差值 输入 到速 度调节 器 Ａ Ｒ中 ， Ｓ 其 输 出作 为 内环 电流 环 的给定用来 控制 电枢 电流 和 转矩 Ｔ， 而实现 转 速调 节 。ＡＳ 输 出 与 电流 反馈 从 Ｒ
直流电动机双闭环调速系统MATLAB仿真实验报告
本科上机大作业报告课程名称：电机控制姓名：学号：学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：提交日期：20年月日一、作业目的1.熟悉电机的控制与仿真；2.熟悉matlab和simulink等相关仿真软件的操作；3.熟悉在仿真中各参数变化和不同控制器对电机运行的影响。
二、作业要求对直流电动机双闭环调速进行仿真1.描述每个模块的功能2.仿真结果分析：包括转速改变、转矩改变下电机运行性能，并解释相应现象3.转速PI调节器参数对电机运行性能的影响4.电流调节器改用PI调节器三、实验设备MATLAB、simulink四、实验原理1.双闭环系统结构如图：该系统通过电流负反馈和速度负反馈两个反馈闭环实现对电机的控制，其内环是电流控制环，外环是转速控制环。
内环由电流调节器LT,晶闸管移相触发器CF,晶闸管整流器和电动机电枢回路所组成。
电流调节器的给定信号un。
与电机电枢回路的电流反馈信号相比较,其差值送人电流调节器.由调节器的输出通过移相触发器控制整流桥的输出电压。
在这个电压的作用下电机的电流及转矩将相应地发生变化。
电流反馈信号可以通过直流互感器取白肖流电枢回路,也可以用交流互感器取自整流桥的交流输人电流,然后经整流面得。
这两种办法所得结果相同，但后者应用较多,因为交流互感器结构比较简单。
当电流调节器的给定信号u n大于电流反馈信号uf,其差值为正时,经过调节器控制整流桥的移相角α,使整流输出电压升高,电枢电流增大。
反之,当给定信号u n 小于电流反馈信号时，使整流桥输出电压降低,电流减小,它力图使电枢电流与电流给定值相等。
外环是速度环,其中有一个速度调节器ST,在调节器的输入端送入一个速度给定信号u g，由它规定电机运行的转速。
另一个速度反馈信号u fn米自与电机同轴的测速发电机TG。
这个速度给定信号和实际转速反馈信号之差输人到速度调节器,由速度调节器的输出信号u n作电流调节器输人送到电流调节器，通过前面所讲的电流调节环的控制作用调节电机的.电枢电流Ia和转矩T ,使电机转速发生变化，最后达到转速的给定值。
直流电动机双闭环调速系统MATLAB仿真实验报告
直流电动机双闭环调速系统MATLAB仿真实验报告
实验目的：
本实验旨在设计并实现直流电动机的双闭环调速系统，并使用MATLAB进行仿真实验，验证系统的性能和稳定性。
实验原理：
直流电动机调速系统是通过改变电机的输入电压来实现调速的。
双闭环调速系统采用了速度环和电流环两个闭环控制器，其中速度环的输入为期望转速和实际转速的误差，输出为电机的电流设定值；电流环的输入为速度环输出的电流设定值和实际电流的误差，输出为电机的输入电压。
实验步骤：
1.建立直流电动机的数学模型。
2.设计速度环控制器。
3.设计电流环控制器。
4.进行系统仿真实验。
实验结果：
经过仿真实验，得到了直流电动机双闭环调速系统的性能指标，包括上升时间、峰值过渡性能和稳态误差等。
同时，还绘制了调速曲线和相应的控制输入曲线，分析了调速系统的性能和稳定性。
实验结论：
通过对直流电动机双闭环调速系统的仿真实验，验证了系统的性能和
稳定性。
实验结果表明，所设计的双闭环控制器能够实现快速且稳定的直
流电动机调速，满足了实际工程应用的需求。
实验心得：
本实验通过使用MATLAB进行仿真实验，深入理解了直流电动机的双
闭环调速系统原理和实现方式。
通过实验，我不仅熟悉了MATLAB的使用，还掌握了直流电动机的调速方法和控制器设计的原则。
同时，实验中遇到
了一些问题，比如系统的超调过大等，通过调整控制器参数和优化系统结
构等方法，最终解决了这些问题。
通过本次实验，我对直流电动机调速系
统有了更加深入的理解，为之后的工程应用打下了坚实的基础。
双闭环直流电动机调速系统设计及MATLAB仿真
双闭环直流电动机调速系统设计及M A T L A B仿真(共21页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-目录1、引言..................................................错误!未定义书签。
二、初始条件：...........................................错误!未定义书签。
三、设计要求：...........................................错误!未定义书签。
四、设计基本思路.........................................错误!未定义书签。
五、系统原理框图.........................................错误!未定义书签。
六、双闭环调速系统的动态结构图...........................错误!未定义书签。
七、参数计算.............................................错误!未定义书签。
1. 有关参数的计算 ...................................错误!未定义书签。
2. 电流环的设计 .....................................错误!未定义书签。
3. 转速环的设计 .....................................错误!未定义书签。
七、双闭环直流不可逆调速系统线路图.......................错误!未定义书签。
1.系统主电路图 ......................................错误!未定义书签。
2.触发电路 ..........................................错误!未定义书签。
3.控制电路 ..........................................错误!未定义书签。
根据MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一 基于MATLAB 的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真1 计算电流和转速反馈系数β=U im ∗I dm =10V 4A =1.25Ωα=U nm ∗n =10500=0.02V ∙min/r2 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果根据设计的一般原则“先内环后外环”，从内环开始，逐步向外扩展。
在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。
电流调节器设计分为以下几个步骤：a 电流环结构图的简化 1） 忽略反电动势的动态影响在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即 E ≈0。
这时，电流环如下图所示。
2） 等效成单位负反馈系统如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成U *i (s ) /β ，则电流环便等效成单位负反馈系统。
3） 小惯性环节近似处理由于T s 和 T 0i 一般都比T l 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为T ∑i = T s + T oi 简化的近似条件为电流环结构图最终简化成图。
ois ci 131T T ≤ωb 电流调节器结构的选择 1) 典型系统的选择：从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。
从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I 型系统 2) 电流调节器选择电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成典型 I 型系统，显然应采用PI型的电流调节器，其传递函数可以写成K i — 电流调节器的比例系数； τi — 电流调节器的超前时间常数3) 校正后电流环的结构和特性为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择则电流环的动态结构图便成为图a 所示的典型形式，其中ss K s W i i i ACR )1()(ττ+=msT l 8i ==τRK K K i s i I τβ=a) 动态结构图:b) 开环对数幅频特性c. 电流调节器的参数计算电流调节器的参数有：K i 和 τi ， 其中 τi 已选定，剩下的只有比例系数 K i ， 可根据所需要的动态性能指标选取。
基于MATLAB的双闭环直流调速系统仿真研究
基于MATLAB的双闭环直流调速系统仿真研究双闭环直流调速系统是一种常用的控制系统结构，用于控制直流电动机的速度。
在这个系统中，有两个闭环控制环节：一个用于速度控制，另一个用于电流控制。
本文将基于MATLAB对双闭环直流调速系统进行仿真研究。
首先，我们需要建立直流电动机的数学模型。
直流电动机可以用以下方程描述：$$\begin{cases}J\frac{d\omega(t)}{dt} = T_e(t) - B\omega(t)\\L\frac{di(t)}{dt} = V(t) - R_i(t) - Ke\omega(t)\end{cases}$$其中，$J$是转动惯量，$\omega(t)$是转速，$T_e(t)$是机械负载转矩，$B$是摩擦系数，$L$是电机绕组电感，$i(t)$是电机电流，$V(t)$是电机电压，$R_i(t)$是电机内阻，$Ke$是电机反电动势系数。
为了进行仿真研究，我们需要假设一些参数值。
这里我们假设$J=0.01$ kg·m²，$B=0.1$ N·m·s/rad，$L=0.5$ H，$R=1$ Ω，$K_e=0.1$ V/(rad/s)。
接下来，我们需要设计控制器。
在这里，我们使用PID（比例积分微分）控制器，它是一种常用的控制器类型，可根据控制需求调整控制响应。
根据速度控制闭环调节器，PID控制器的传递函数为：$$C(s)= K_p + \frac{K_i}{s} + K_ds$$其中，$K_p$，$K_i$和$K_d$分别是比例增益，积分增益和微分增益。
根据电流控制闭环调节器，PID控制器的传递函数为：$$C(s) = K_{p1} + \frac{K_{i1}}{s} + K_{d1}s$$其中，$K_{p1}$，$K_{i1}$和$K_{d1}$分别是比例增益，积分增益和微分增益。
在进行仿真研究时，我们可以选择合适的参数值，并根据需要进行调整。
实验三 双闭环直流调速系统MATLAB仿真
实验三双闭环直流调速系统MATLAB仿真
一、实验目的
1.掌握双闭环直流调速系统的原理及组成；
2.掌握双闭环直流调速系统的仿真。
二、实验原理
一、实验内容
基本数据如下:
直流电动机：220V, 136A, 1460r/min.Ce=0.132Vmin/r.允许过载倍数为1.5；晶闸管装置放大系数: Ks=40；Ts=0.0017s；
电枢回路总电阻: ；
时间常数: ；
电流反馈系数: ；
电流反馈滤波时间常数: ；
电流反馈系数: ；
转速反馈系数α=0.007vmin/r
转速反馈滤波时间常数:
设计要求：设计电流调节器, 要求电流无静差, 电流超调量。
转速无静差, 空载起动到额定负载转速时转速超调量。
并绘制双闭环调速系统的动态结构图。
四、实验步骤
1. 根据原理和内容搭建电路模型；
2. 设置各元器件的参数；
3. 设置仿真参数：仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。
4. 仿真实现。
五、实验报告
1.Idl=0和Idl=136A时电流和转速的输出波形
2.讨论PI 调节器参数对系统的影响.
τi =TL,s
i i K R
T KT Kp βτ•∑=
…………………………取KT=0.5 转速环设计成典型二型系统
h =5, T 087.0)2(=+==∑∑on i n n T T h hT τ Kn=7.112)1(=∑+=
n
RT h CeTm
h Kn αβ
取11.7 , 11.7/0.087。
基于Matlab-Simulink仿真的双闭环直流调速系统的(精)
x x 学院学报Journal of xxx College基于Matlab-Simulink仿真的双闭环直流调速系统的设计与研究姓名(xxx大学,江苏,南京210000摘要:根据实际应用要求以及给定参数,对转速、电流双闭环直流调速系统进行设计,计算其控制系统的参数,并通过matlab软件的simnlink,对设计的系统进行仿真,以验证设计的正确性,并分析仿真结果,从而进一步说明双闭环调速系统的可行性与优越性。
对计算过程做了着重重视,详细精炼,可以为高校学生参与调速研究提供细节性的指导。
关键词:双闭环直流调速matlab 仿真中图分类号:TG156文献标志码:DESIGN AND RESEARCH Of DOUBLE-LOOP DC MOTOR SPEED CONTROL SYSTEM BASED ON MATLAB-SIMULINKName(xxx College ,Nanjing 210000,Jiangsu ,ChinaAbstract:According to the practical appliance and the parameters given , make a design of the double-loop DC motor speed control system, calculating the other parameters that are needed in the control system we design .I make a simulation of the control system through Matlab-simulink to ensure the preciseness of it. Besides, there is adeep analyse about the characters of the designed system to account for the feasibility of the double-loop DC motor speed control system,as well as the supriorities of it . I make stronge emphysis on specific calculation of the parameters, it can supply a guide for college student who are in research of the speed control system in details.Key words: double-loop;DC machine speed control ; matlab ;simulation0 引言*直流电动机因其性能宜于在广泛范围内平滑调速,其调速控制系统历来在工业控制中占有极其重要的地位。
双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究
双闭环直流调速系统的建模与仿真实验研究双闭环直流调速系统是现代控制领域的重要研究内容之一、它采用了两个闭环控制回路，可以实现对电机的速度和电流进行精确控制。
本文将对双闭环直流调速系统的建模方法和仿真实验进行研究，以期提高调速系统的控制性能。
首先，需要建立双闭环直流调速系统的数学模型。
该模型包括机械部分、电磁部分和电气部分。
机械部分主要是电机的动力学方程，包括转速、负载转矩和机械转动惯量等参数。
电磁部分包括电机的电磁方程和电磁转矩。
电气部分则包括电机的电流方程和电压方程。
将这些方程组合在一起，可以得到双闭环直流调速系统的数学模型。
接下来，可以利用MATLAB/Simulink等仿真软件进行系统仿真实验。
仿真实验的目的是验证建立的数学模型的准确性，并进行控制性能的评估。
首先，可以进行开环控制的仿真实验。
开环控制时，将输入期望速度信号，通过电流控制器输出加到电机输入端，然后通过机械部分的动力学模型计算出电机轴的转速。
仿真实验中，可以调节电流控制器的参数，观察实际转速与期望转速之间的误差。
通过不断调整电流控制器的参数，使得转速误差最小，从而得到最佳的开环控制参数。
然后，可以进行闭环控制的仿真实验。
闭环控制中，需要加入速度反馈回路，将实际转速信号与期望转速信号进行比较，并通过调节电流控制器输出的电流信号来实现转速的闭环控制。
在仿真实验中，可以观察调整速度环和电流环的参数对闭环控制性能的影响。
通过不断优化参数，使得系统的响应速度更快、稳定性更好。
最后，可以进行扰动实验。
扰动实验是为了评估系统在外部扰动下的鲁棒性能。
通过加入外部扰动信号，观察系统对扰动的抑制能力。
可以进行不同程度和频率的扰动实验，评估系统对扰动的抑制能力，并通过调整控制器参数来提高系统的抗扰能力。
通过以上的建模与仿真实验研究，可以得到双闭环直流调速系统的数学模型，并且评估调速系统的控制性能。
这对于实际工程控制中的双闭环直流调速系统设计和调试具有重要意义，可以帮助工程师更好地设计和优化控制系统，提高系统的性能和稳定性。
基于Matlab的双闭环直流电机调速系统的仿真
Ａｂ ｔａ ｔ ＤＣ ｍ ｔｒ ａ ｏ ｄｓ ｅ ｄａｊ ｓａ ｌｐ ｒｏｍａ ｃ ．ｎｔｉｐ ｐ ｒｔｅ ｅｉｎｏ ｈ ｏ ｂｅｃｏ ｅ ｓｒ ｃ： ｏｏ ｓａ ｏ ｅ ｄｕ ｔｂｅ ｅ ｒ ｎ ｅ Ｉ ｓ ａ ｅ，ｈ ｓ ｅｄ ｕ ｌ ｌｓｄ ｈ ｇ ｐ ｆ ｈ ｄ ｇ ｆｔ
文献标 识码 ：Ａ
文章 编号 ： １０ ．８ ２２ １）２０ ３ ．３ ０ ３４ ６ （０ １０ ．０ ００
Ｍ ａ ｌ ｂ－ ａ ｅ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｌ ｏ ｅ ｏ ｔａ － ｓ ｄ Ｓ ｍ ｌ ｔｏ ｆ ｂ Ｄｏ ｂ ｅ Ｃｌ ｓ ｄ Ｌｏ ｐ ＤＣ ｏ ｏ Ｍ ｔｒ Ｄｒ ｖ ｓＳ ｓ ｅ ｉ ｅ ｙ ｔ ｍ
直观 的观察转速 － 电流双 闭环调 速系 统的启 动过程 ，可方 便地 设计 各种不 同 的调节器 参数 及控制 策略 并分 析
其 他 系 统 性 能 的 影 响 ，取 得 了较 好 的 效 果 。 关 键 词 ： 直 流 电机 调速 双 闭环 ＰＤ控制 Ｉ ＭＡＴ ＡＢ 仿 真 Ｌ
中图分 类号 ：Ｔ ３ Ｍ３
ｒｇ ｌｔｒａ ｄｔｅｃ ｎｒ ｌ ｔａｅｙ ａ ｄ ａ ａ ｚｓｉ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ｈ ｅ ｏ ｍ ｎ ｅｏ ｅｓｓｅ ａ ｄｇ ｏ ｅ ｕａｏ ｎ ｏ ｔ ｒ ｔｇ ｎ ｎ ｌ ｅ ｔ ｉ ｅ ｃ ｎｔｅｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｔ ｙ ｔｍ， ｎ ｏ ｄ ｈ ｏｓ ｙ ｓ ｆ ｌ ｆ ｆ ｈ
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图5双闭环直流电机调速系统整体模型图
图6转速输出波形图
第三章总结展望
通过直流电机转速、电流双闭环调速系统的研究和仿真模型的建立
对电流调节器和转速调节器有了一定的了解。并且运用MATLAB软件和Simulink模块进行仿真和分析，更加直观地了解工程的设计。同时让我对Matlab仿真平台有了较多的认识,也增强了分析问题和解决问题的能力，为以后的设计工程增加了经验。
b.对负载变化起抗扰作用
c.其输出限幅值决定电机允许的最大电流
(1)时间常数的确定
转速环小时间常数近似处理取TΣn=1/KI+Ton =2TΣi+0.02=(2×0.0037+0.02)s=0.027 4s
(2)转速调节器结构选择和参数计算
因为含有积分环节,可按照典型II型系统设计按照设计要求选用PI型调节器,其传递函数WASR(S)=Kn(τns+1)/τns ,按给随和抗干扰性能都比较好的原则,取h=5,则ASR的超前时间常数为τn=hTΣn =5×0.027 4 =0.137 s;
参考文献
[1]王燕平.控制系统仿真与CAD.北京：机械工业出版社，2011
[2]胡寿松.自动控制原理简明教程.北京：科学出版社，2008
[3]刘春艳，闻玉凤．基于MATLAB/Simulink双闭环直流调速系统的仿真研究山西大同大学学报:自然科学版，2014
[4]大功率直流调速系统研究与设计大连海事大学，2013．
(4)近似条件的校验
电流环截止频率ωci=KI=135.1,晶闸管装置传递函数近似条件wci<1/3TS=1/3*0.0017s=196.1s-1满足近似条件;忽略反电动势变化对电流
环动态影响的条件满足近似条件ωci >3/(1/TmTl)^0.5=310.112×0.031=50.91s-1;电流环小时间常数近似处理条件满足近似条件ωci <1/3(1/TSToi)^0.5=1/3(1/0.001 7×0.002)^0.5=180.8s-1,电流环可以达到动态给随性能指标为σi≤4.3% <5%
利用MATLAB软件的Simulink
模块建立的双闭环调速系统整体模型如图2所示。
图2电流调节器的仿真建模
电流仿真波形如图3所示
图3电流仿真波形
2.转速调节器的设计
转速调节器的作用：
a.转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速n很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。
1、电流调节器的设计
（1）电流调节器的作用：
a.作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化
b.对电网电压的波动起及时抗扰的作用
c.在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程
d.当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。
E(S)/(Id(s)-IdL(s))= R/Tms
TL负载转矩, GD2飞轮惯量, Cm =30πCe转矩系数, Tl电枢回路电磁时间常数Tl=LR ,电力拖
动系统机电时间常数Tm = GD2R375CeCm
三具体设计方法
依据工程设计方法,首先选择调节器的结构,
满足稳态精度的同时保证系统稳定,接下来选择调
章节
第一章概述与引言
直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。
则转速环开环增益为
KN = (h+1)/2h2T2Σn=6/(2×52×0.02742s-2 )=159.84-2;
ASR比例系数为Kn = (h+1)βCeTm/2hαRTΣn
=(6×0.008 8×1.82×0.112)/2×5×0.026 7×0.14×0.027 4=10.5
3、双闭环直流调速系统建模
近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。本设计分析直流电机了的数学模型，利用Matlab中的Simulink对直流电机进行建模，并在此基础上进行双闭环调速系统仿真。
第二章各部分设计方案及工作原理
一、直流电机双闭环调速系统的工作原理
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,其中,转速调节器是转速跟随给定电压变化,采节器跟随给定电压,对电网电压波动起抗干扰作用,加快动态过程。调速系统关键是转速和电流调节器的设计。二者之间实行串联连接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环,转速调节环在外边,叫做外环,这样就形了转速、电流双闭环调速系统。把转速调节器ASR的输出当作电流调节器ACR的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置GT,TA为电流传感器,TG为测速发电机.从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环,转速调节环在外边,叫做外环,这样就形成了如图1所示的转速电流双闭环调速系统
河南工业大学
控制系统仿真
姓名：邹华
班级：自动化1502
学号：201523020221
成绩：
2017年6月20日
设计题目
基于Matlab的直流电动机双闭环调速系统研究
设计内容和要求
分析直流电机的数学模型，利用Matlab中的Simulink对直流电机进行建模，并在此基础上进行双闭环调速系统仿真。
报告
主要
图1转速、电流双闭环调速系统
二、直流电机的数学模型
他励直流电动机等效电路的动态电压方程为
Udo=RId+L(dId/Dt)+E
轴上动力学方程为
Te-TL =GD2/375Dn/Dt
额定励磁下感应电动势为
E=Cen
电磁转矩为
Te=CmId
进行整理并取拉氏变换得
Id(s)/(Udo(s)-E(S))=(1/R)/(Tls+1)
节器的参数,满足动态性能指标的要求,以某双闭环
直流调速系统为例,采用三相桥式整流电路,已知参
数为PN =555KW, UN =750V, IN =760A, nN =375
r/min,电动势系数Ce=1.82V·min/r,电枢回路总
电阻R=0.14Ψ,允许电流过载倍数λ=1.5,触发
整流环节的放大倍数KS =75,电磁时间常数Tl
=0.031s,机电时间常数Tm =0.112s,电流反馈时
间常数Toi=0.002s,转速反馈滤波时间常数Ton =
0.02s。且调节器输入输出电压U＊nm =U＊im =Ucm =
10V,调节器输入电阻R0=40KΨ。设计指标:稳态
无静差,电流超调量σi≤5%,空载起动到额定转速
时的转速超调量σn≤10%
(2)反馈参数和时间常数的确定
反馈参数β=U＊im/λIN=10/1.5×760=0.008 8V/A,α=U＊nm/nN=10/375=0.0267V/(r/min).
查表得整流装置滞后时间常数TS =0.001 7s则电流环小时间常数TΣi=TS +Toi=0.001 7 +0.002 =0.003 7 s
(3)电流调节器结构选择和参数计算
根据设计指标稳态无静差,电流超调量σi≤5%,可按照典型I型系统设计此电路调节器,选用PI型电流调节器,传递函数为WACR (S) =Ki(τis+1)/Τis
电流调节器超前时间常数τi=Ti=0.003 1s;
电流环开环增益和电流调节器的比例系数分别为Kl=0.5/TΣi=0.5/0.003 7s=135.1s-1和Ki =KlτiR/KSβ=135.2×0.031×0.1475×0.008 8=0.888