单闭环 双闭环 仿真要点
V-M双闭环直流调速系统建模与仿真
目录摘要 (2)1方案论证 (3)1.1调速系统组成原理分析 (3)1. 2稳态结构图分析 (4)1.3调节器作用 (5)1.3.1转速调节器作用 (5)1.3.2电流调节器作用 (5)1. 4 V-M系统分析 (6)2系统设计 (6)2.1电流调节器的设计 (6)2.1.1确定时间常数 (6)2.1.2选择电流调节器结构 (7)2.1.3计算电流调节器参数 (7)2.1.4校验近似条件 (8)2.1.5 计算调节器电阻和电容 (8)2.2转速调节器的设计 (9)2.2.1确定时间常数 (9)2.2.2选择转速调节器结构 (10)2.2.3计算转速调节器参数 (10)2.2.4检验近似条件 (10)2.2.5校核转速超调量 (11)2.2.6计算调节器电阻和电容 (11)3仿真 (12)3.1系统仿真框图 (12)3.2仿真模型的建立 (12)3.3.1空载时仿真图形 (13)3.3.2满载时仿真波形 (14)3.3.3空载起动后受到扰动时仿真图形 (15)4电气原理总图 (15)5总结与体会 (17)参考文献 (18)摘要转速、电流双闭环调速系统(简称双闭环调速系统)是由单闭环调速系统发展而来的。
单闭环调速系统可以实现转速调节无静差，但单闭环调速系统中用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器动态参数的调整，而用两个调节器分别调节转速和电流，构成转速、电流双闭环调速系统，则可以获得近似理想的过渡过程。
双闭环直流调速系统具有良好的稳态和动态性能，它已经成为应用非常广泛的一种调速系统。
在该系统中，为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入、输出限幅电路PI调节器，且转速与电流都采用负反馈闭环。
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。
在双闭环直流调速系统中设置了两个调节器，转速调节器的输出当作电流调节器的输入，电流调节器的输出控制晶闸管整流器的触发装置。
双闭环控制仿真报告
转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真1. 转速电流双闭环控制直流调速系统中，电动机的转速和电流由两个独立的调节器分别控制，且转速调节器的输出就是电流调节器的给定，因此电流环能够随转速的偏差调节电动机电枢的电流。
当转速低于给定转速时，转速调节器的积分作用使输出增加，即电流给定上升，并通过电流环调节使电动机电流增加，从而使电动机获得加速转矩，电动机转速上升。
当实际转速高于给定转速时，转速调节器的输出减小，即电流给定减小，并通过电流环调节使电动机电流下降，电动机随电磁转矩减小而减速。
在当转速调节器饱和输出达到限幅值时，电流环即以最大电流限制I dm 实现电动机的加速，使电动机的起动时间最短，在可逆调速系统中可实现电动机的快速制动。
不可逆调速系统的转速电流双闭环控制原理结构图如图1所示。
U 图1 转速电流双闭环控制直流调速系统原理图2. 根据系统原理图可以得到系统的动态结构图，如图2所示。
图2 直流双闭环调速系统动态结构图3. 根据转速电流双闭环控制的直流调速系统动态结构图，转速和电流两个调节器都采用PI 调节器，按要求计算各参数，提取各元器件的仿真模块进行连接，得到按传递函数仿真的双闭环控制直流调速系统仿真模型。
仿真算法为ode45，调节器的积分环节的限幅值为±12，调节器输出限幅值为±10，额定转速时转速给定U n ﹡=10V ，转速电流双闭环控制系统模型主要参数见表1。
1） 电流环仿真图3 电流环仿真模型设置好参数后，设定仿真时间为0.1s ，启动仿真过程，用示波器观察仿真结果。
图4-a 和图4-b 分别是以KT=0.25和KT=1.0的关系式按典型I 型系统设计PI 调节器得到的电流环的阶跃响应仿真结果，图a 无超调，但上升时间长，图b 超调大，但上升时间短。
a 无超调的仿真结果b 超调量较大的仿真结果图4 电流环仿真波形从图4的仿真结果中可以看出，在直流电动机的恒流升速阶段，电流值低于λI N =200A ，其原因是电流调节器系统受到电动机反电势的扰动，如图3所示，它是一个线性渐增的扰动量，所以系统做不到无静差，而是I d 略低于I dm 。
单闭环--双闭环-仿真
单闭环--双闭环-仿真运动控制系统仿真专业：电气工程及其自动化班级：041141学号：04114067姓名：何爽1. 转速反馈控制直流调速系统各环节参数如下：直流电动机：额定电压U N=220V，额定电流I dN=55A，额定转速n N=1000r/min，电动机电动势系数C e=0.192Vmin/r假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数Ks=44，滞后时间常数Ts=0.00167s电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s，电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s转速反馈系数α=0.01Vmin/r对应额定转速时的给点电压U n*=10V1、单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真PI控制器在于被控对象串联时，相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。
位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能，而增加得负实部零点则可减小系统的阻尼程度。
单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真模型：改变PI调节器的参数，单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真结果如下：Kp=0.25， 1/τ=3时转速电流Kp=0.56， 1/τ=11.43时转速电流Kp=0.8， 1/τ=15时转速电流分析：若调节器参数是：Kp=0.25， 1/τ=3，系统转速的响应无超调，但调节时间很长；若是：Kp=0.8， 1/τ=15，系统转速的响应的超调较大，但快速性较好。
和比例调节器相比，比例积分调节器能很好的消除静差。
以下改变Kp，而 1/τ保持不变，仿真结果如下：Kp=10， 1/τ=15时转速电流Kp=10， 1/τ=15时转速电流Kp=20， 1/τ=15时转速电流Kp=30， 1/τ=15时转速电流可见在积分系数不变时，改变比例系数时，系统由稳定，到振荡再到不稳定以下改变1/τ，而Kp保持不变，仿真结果如下：Kp=0.25， 1/τ=10时转速电流Kp=0.25， 1/τ=20时转速电流Kp=0.25， 1/τ=40时转速电流Kp=0.25， 1/τ=100时转速电流可见在保持比例系数不变，改变积分系数时系统逐渐由稳定状态过度到振荡状态在控制系统中设置调节器是为了改善系统的系统的静动态性能。
直流电机双单闭环反馈MATLAB仿真
MATLAB仿真实验报告班级：：学号：转速闭环一电机参数的设置励磁电流取1A，励磁和电枢互感（Field-armature mutual inductance）取0.673H时，电机转速U N=3000r/min。
其余参数如下：二性能指标超调量δ<=5%最大电流Imax=2I N=175A三模型的设计转速反馈系数：α=10/3000=0.0033v.min/r额定转矩计算：Ceφ=（U-I N*Ra）/n=0.0708 T L=9.55CeφIa=59N.M输出限幅：（-10,10）触发角：30～90°则触发角函数为：（90-6*u ）电源线电压：U=220*/2.34cos(30°)=110V电流限幅175A 采用设置死区来限幅，死区围（-160,160），反馈系数取0.4 平波电抗器取0.01H 调节器选用P 调节 完整模型如下：nifiav+-Voltage Measurement4v +-Voltage Measurement2v +-Voltage Measurement1v +-Voltage MeasurementgABC+-Universal BridgeNABCThree-Phase Programmable Voltage SourceTealpha_deg AB BC CA BlockpulsesSynchronized 6-Pulse GeneratorStepSeries RLC BranchScope4Saturation0.4Gain40.0033Gain3100Gain29.55Gain1(90-6*u)Fcn Dead ZoneDC Voltage SourceT LmA +F +A -F -dcDC Machine10Constant20Constant1<Speed wm (rad/s)><Armature current ia (A)><Field current if (A)><Electrical torque Te (n m)>四仿真结果与调试①放大倍数取100，额定负载启动，突加负载扰动时仿真结果：转速：电枢电流：②放大倍数取100，额定负载启动，突加电源扰动时仿真结果转速：电枢电流：③放大倍数为100，额定负载启动，控制输入电压变化时仿真结果：转速：电枢电流：五实验结论由于控制器采用P调节，转速无法实现无静差。
最新双闭环直流调速系统的设计与仿真设计
双闭环直流调速系统的设计与仿真设计本科毕业设计（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 actualproject ,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]。
双闭环直流调速控制系统仿真模型的建立与分析
作业5：双闭环直流调速控制系统仿真模型的建立与分析
一、模型的建立
从simulink库中找到搭建模型的元件，要用到如下元件：DC-Motor（直流电动机）、AC voltage source（交流电压源）、Universal Bridge（通用桥臂）、Step、PID Controller（PID 控制器）、Tranfser Fcn（传递函数）以及其他一些模块。
搭建好的模型图如图5-1所示。
图5-1 基于电气原理图的双闭环直流调速控制系统模型
二、仿真结果分析
仿真算法选用ode15s，仿真时间为0~10s，其他参数为默认值。
1、设置step参数
①直流电动机空载启动时情况
直流电动机TL端连接常数0. 设置完参数后，进行仿真运行。
点击scope ，查看波形。
下图为电机转速w、转矩Te、电枢电流Ia的波形图。
②直流电机突加负载情况分析
直流电动机TL端连接阶跃信号step1.Step1参数设置如下图所示。
设置完参数后，进行仿真运行。
点击scope ，查看波形。
下图为电机转速w、转矩Te、电枢电流Ia的波形图。
综合以上图形，当给定信号设置为8时，电机速度无论是在空载，还是突加负载情况下都能最终稳定在800rpm 。
我们可以分析得出，设置的转速调节器ASR 、电流调节器ACR 参数基本上能满足闭环控制的稳态精度、系统的快速性也比较良好。
单闭环仿真+双闭环仿真(10电本)
直流调速系统仿真利用MATLAB 下的SIMULINK 软件和电力系统模块库(SimPowerSystems)进行系统仿真是十分简单和直观的，用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过SIMULINK 环境中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出来。
掌握了强大的SIMULINK 工具后，会大大增强用户系统仿真的能力。
下面就以例题学习SIMULINK 软件的运动控制系统仿真方法。
例1：直流电动机：额定电压V U N 220=，额定电流A I dN 55=,额定转速min /1000r n N =，电动机电势系数r V C e min/.192.0=，晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数 44=s K ，滞后时间常数s T s 00167.0=，电枢回路总电阻Ω=1R ，电枢回路电磁时间常数s T l 00167.0=，电力拖动系统机电时间常数s T m 074.0=，转速反馈系数r V min/.01.0=α，对应额定转速时的给定电压V U n 10=∙。
比例积分控制的直流调速系统的仿真框图1．仿真模型的建立进入MATLAB ，单击MATLAB 命令窗口工具栏中的SIMULINK 图标，或直接键入SIMULINK 命令，打开SIMULINK 模块浏览器窗口，如图1所示。
由于版本的不同，各个版本的模块浏览器的表示形式略有不同，但不影响基本功能的使用。
图1 SIMULINK 模块浏览器窗口(1)打开模型编辑窗口：通过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择File→New→Model菜单项实现。
(2)复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口。
在本例中拖入模型编辑窗口的为：Source组中的Step模块；Math Operations组中的Sum模块和Gain 模块；Continuous组中的Transfer Fcn模块和Integrator模块；Sinks组中的Scope模块。
转速反馈单闭环直流调速系统仿真
实验一、转速反馈单闭环直流调速系统仿真一、实验内容：直流电机模型框图如下图所示，仿真参数为R=0.6，T l=0.00833，T m=0.045，Ce=0.1925。
本次仿真采用算法为ode45，仿真时间5s。
1.开环仿真：用Simulink实现上述直流电机模型，直流电压U d0取220V，0~2.5s，电机空载，即I d=0；2.5s~5s，电机满载，即I d=55A。
画出转速n的波形，根据仿真结果求出空载和负载时的转速n以及静差率s。
改变仿真算法，观察效果（运算时间、精度等）。
实验步骤：（1）按照上图把电机模型建立好，其中u d0设置为常数，并把其幅值设置为220，把其它相应的环节也设置好。
把I d设置为“阶跃信号”，且在0~2.5s之间其幅值为0，而2.5~5s之间其幅值为55，在对系统中其它参数进行设置。
为了观察输出地波形，在输出处接上一个示波器。
（2）对仿真模式进行设置，系统默认的仿真算法为ode45,只需要把仿真时间设置为5s即可。
（3）对系统进行仿真。
仿真结果：（1）仿真算法为ode45:图1 上图即为电机转速的仿真结果图，同图上我们可以看出来分为了两个阶段，其中第一个阶段（0~2.5s）为空载转速，第二阶段（2.5~5s）为满载转速。
空载转速为1142n/min。
在2.5s时加入了负载，通过仿真结果我们可以看出来，负载转速为972n/min。
这可以看出来在加入负载之后，电机的转速开始下降。
根据电机转差率的公式s=（n0-n）/ n0=(1142-972)/1142=0.149。
转差率还是比较小的，说明该电机效率比较高。
通过观察该仿真的时间，其运算时间为T=9.134*10^-7s。
（2）仿真算法为ode23:仿真结果图如图2所示，由图我们可以看出来，结果基本上和计算方法为ode45的结果一样，但是运算时间却不一样，该算法的运算时间为T=3.636*10^-7s。
运算时间比ode45的时间短。
SPWM波控制单相逆变器双闭环PID调节器的Simulink建模与仿真
SPWM波控制单相逆变器双闭环PID调节器的Simulink建模与仿真随着电力行业的快速发展，逆变器的应用越来越广泛，逆变器的好坏会直接影响整个系统的逆变性能和带载能力。
逆变器的控制目标是提高逆变器输出电压的稳态和动态性能，稳态性能主要是指输出电压的稳态精度和提高带不平衡负载的能力;动态性能主要是指输出电压的THD(Total Hannonic Distortion)和负载突变时的动态响应水平。
在这些指标中对输出电压的THD 要求比较高，对于三相逆变器，一般要求阻性负载满载时THD 小于2%,非线性满载(整流性负载)的THD 小于5%.这些指标与逆变器的控制策略息息相关。
文中主要介绍如何建立电压双环SPWM 逆变器的数学模型，并采用电压有效值外环和电压瞬时值内环进行控制。
针对UPS 单模块10 kVA 单相电压型SPWM 逆变器进行建模仿真。
通过仿真，验证了控制思路的正确性以及存该控制策略下的逆变器所具有的鲁棒性强，动态响应快，THD 低等优点。
并以仿真为先导，将其思想移植到具体开发中，达到预期效果。
1 三电平逆变器单相控制模型的建立带LC 滤波器的单相逆变器的主电路结构如图1 所示。
图1 中L 为输出滤波电感，C 为滤波电容，T1,T2,T3,T4 分别是用来驱动IGBT 的三电平的SPWM 波，U0 为输出负载两端的电压。
在建立控制系统的仿真模型时，需要采集负载两端的电压与实际要求的电乐值做比较，然后通过调节器可以得到所需要调节的值。
在此仿真模型中，驱动波形采用的是三电平的SPWM 波形，具体的产生原理在这不做详细描述。
在Matlah 的Simlink 库中SPWM 波的产生如图2 所示，这里调制比设为0.8.图1 三电平逆变器单相主电路图2 四相SPWM 产生电路在B1,B2,B3,B4 端口用模拟示波器观察其波形，结果如图3 所示。
图3 四相SPWM 驱动波形2 双环控制的选取在逆变控制系统中，采用输出电压有效值反馈的方法进行控制，这种方法通过将输出电压有效值与实际所要求的电压有效值进行比较，误差信号与正弦信号相乘的结果作为SPWM 的调制信号。
V-M双闭环直流调速系统建模与仿真
V-M双闭环直流调速系统建模与仿真1.主电路选型和闭环系统调速系统组成原理V-M双闭环直流调速系统，是由单闭环直流调速系统发展起来的，调速系统使用比例积分调节器，可以实现转速的无静差调速。
采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。
这对一般的要求不太高的调速系统，基本上已能满足要求，但电流环只是在超过临界电流值以后，靠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，缩短起、制动的时间是提高生产率的重要因素。
为此，在起动、制动的过程中，希望能够始终保持电流（电磁转矩）为允许的最大值，使调速系统以最大的加（减）速度运行。
，到达稳定转速后，最好让电流立即降下来，使电磁转矩马上与负载转矩相平衡，从而转入稳态运行。
这样的理想起动（制动）过程波形如图1-1所示，这时，起动电流成矩形，而转速按线性增长。
这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能得到的最快的起动（制动）过程。
图1-1 调速系统时间最优理想过渡过程实际上，由于主电路电感的作用，电流不可能突变，为了实现I在允许条件下最快起动，关键是要获得一段使电流保持为最大值dm 的恒流过程。
按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。
问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不再靠电流负反馈发挥主作用。
为了达到以上目的系统采用转速、电流双闭环直流调速系统。
分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者之间实行嵌套连接，如图1-2所示。
从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。
这就形成了转速,电流反馈控制直流调速系统。
为了获得良好的静，动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。
图1-2 转速、电流反馈控制直流调速系统原理图ASR---转速调节器ACR---电流调节器TG---测速发电机TA---电流互器UPE---电力电子变换器Un*---转速给定电压Un---转速反馈电压Ui*---电流给定电压Ui---电流反馈电压本设计采用三相全控桥整流电路，在直流侧串有平波电抗器，该电路能为电动机负载提供稳定可靠的电源，利用控制角的大小可有效的调节转速，并在直流交流侧安置了保护装置，保证各元器件能安全的工作，同时由于使用了闭环控制，使得整个调速系统具有很好的动态性能和稳态性能。
直流电机双闭环调速系统及其仿真
直流电机双闭环调速系统1、直流电动机的起动直流电动机接通电源以后，转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。
直流电机的起动条件应满足以下原则：①起动转矩要大于负载转矩；②起动电流限制在安全范围以内；③起动设备投资要经济适用，设备运行要安全可靠，起动时间要短。
电机开始起动时，转速0≈n ，电枢绕组输出的感应电势0e ≈=φn C E a ，电机自身的电枢回路总电阻a R 又小，这时电枢电流称电机起动电流a R U I /≈可达到额定电流的10-20倍，这样大的起动电流对电网和其他设备都有害，必须要限制在允许范围之内。
但是，当起动电流减小时，起动转矩a T I C T φ=e 也相应减小，所以二者不能兼顾。
一般原则是保证有足够大的起动转矩，尽可能减小起动电流。
常用的直流电动机的起动方法有三种：①直接起动；②接入变阻器起动；③降压起动。
2、希望实现的控制电动机是用以驱动生产机械的，根据负载的需要，常常希望电动机的转速能在一定甚至是宽广的范围内进行调节，且调节的方法要简单、经济。
直流电动机在这些方面有其独特的优点。
直流电动机转速的稳态方程可表示为Φ-=e K IRU n式中 n ─转速(r/min)； U ─电枢两端的电压(V)；I ─电枢回路电流(A)；R ─直流电动机电枢回路的总电阻(Ω)； e K ─电机的电势常数；Φ─励磁磁通(Wb)。
在上式中，e K 是常数，电流I 取决与电机所带负载，因此预想调节电机的转速有以下三种方法：① 改变电枢供电电压U直流他励电动机电枢回路如图2-1(a)所示，s R 为可控电源内阻，0d U 为电源空载电压。
转速方程为n n C RI C U n d d ∆-=-=0ee 0 （2-2） 式中 e C ─电动机额定磁通下的电动势转速比，Φ=e e K C ；0n ─理想空载转速，e0C U n d =； n ∆─转速降，eC RI n d =∆，a s R R R +=为电枢回路总电阻。
单闭环与双闭环直流调速系统
单闭环直流调速系统综合课程设计说明书目录第一章概述 (2)第二章调速控制系统的性能指标 (3)2.1 直流电动机工作原理 (4)2.2 电动机调速指标 (4)2.3 直流电动机的调速 (5)2.4 直流电机的机械特性 (5)第三章单闭环直流电动机系统 (6)3.1 V-M系统简介 (6)3.2 闭环调速系统的组成及静特性 (7)3.3反馈控制规律 (8)3.4 主要部件 (9)3.5 稳定条件 (11)3.6 稳态抗扰误差分析 (12)第四章单闭环直流调速系统的设计及仿真 (14)4.1 参数设计 (14)4.2 参数计算及MATLAB仿真 (15)第五章总结 (24)参考文献第一章概述电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速，而用于完成这项功能的自动控制系统就被陈为调速系统。
目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流调速系统的调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，因此在相当长的时间内，高性能的调速系统几乎都采用直流调速系统，但近年来，随着电子工业与技术的发展，高性能的交流调速系统也日趋广泛。
单闭环直流电机调速系统在现代生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能及低廉的价格越来越被大众接受。
单闭环直流电机调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、电动机-发动机、闭环控制系统等组成，我们可以通过改变晶闸管的控制角来调节转速，本文就单闭环直流调速系统的设计及仿真做以下介绍。
第二章调速控制系统的性能指标2.1 直流电动机工作原理一、直流电机的构成(1)定子：主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置；(2)转子：电枢铁芯、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴；(3)气隙二、直流电机的励磁方式按励磁方式的不同，直流电机可分为他励、并励、串励和复励电动机四种。
直流电动机中，在电磁转矩的作用下，电机拖动生产机械沿着与电磁转矩相同的生产方向旋转时，电机向负载输出机械功率。
双闭环系统仿真深入设计要点
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y控制系统数字仿真与C A D实验报告院系：电气工程与自动化班级：0106512设计者：王宏佳/张卫杰学号：**********哈尔滨工业大学电气工程系摘要本实验报告的第一部分详细阐述了直流电动机双闭环调速系统的CAD设计过程，主要采用了MATLAB/Simulink工具箱。
一般情况下，KZ-D系统均设计成转速、电流双闭环形式。
双闭环直流调速系统着重解决了如下两方面的问题：启动的快速性问题和提高系统抗扰性能。
双闭环KZ-D系统中的ASR和ACR一般均采用PI调节器。
为了获得较好的跟随性能，电流环按照典型Ⅰ型系统设计，为了获得较好的抗扰性能，转速环按照典型Ⅱ型系统设计。
按照先内环，后外环的设计思想设计。
实验报告的第二部分着重讨论了基于MATLAB/SimPowerSystem工具箱的双闭环直流调速系统仿真分析。
第一部分直流电动机双闭环调速系统设计与分析自70年代以来，国内外在电气传动领域里，大量地采用了“晶闸管整流电动机调速”技术（简称KZ-D调速系统）。
尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中KZ-D系统的应用还是占有相当比重的。
一般情况下，KZ-D系统均设计成转速、电流双闭环形式；“双闭环控制”是经典控制理论在实践中的重要运用，在许多实际生产实践中大量存在。
无论是直流调速系统、龙门吊车系统还是一阶倒立摆的控制，都可以通过双闭环控制技术，来实现对控制对象的控制。
因此理解双闭环控制技术的原理，掌握双闭环控制的设计方法，是工业控制领域技术人员的一项基本要求。
然而，由于双闭环控制技术所依赖的经典控制理论只能解决线性定常系统设计问题，而实际系统往往是非线性的；所以，设计时要进行线性化等近似处理，由此而引起的模型不准确问题将会影响到设计参数的选取（这种影响有时会导致3～5倍的误差），这给实际系统的调试带来不便。
单双闭环直流调速系统模型概要
（1）校正成典型Ⅰ型系统
表2-7 校正成典型Ⅰ型系统的调节器类型
（2）校正成典型Ⅱ型系统
4、调节器参数的选择 串联校正的作用是将被控对象改造成典型系统。 因为系统的性能指标确定后典型系统的参数就已知了，另外 被控对象的参数是已知的，根据“调节器的传递函数乘被 控对象的传递函数等于典型系统的传递函数”的关系，就 可求出调节器的参数。
传 递 函 数 ：Udo (s) Uct (s)
KseTs s
eTs s
1/(1 Tss
Ts2 s 2 2!
Ts3s3 3!
)
由于Ts很小，忽略高次项，则可视为一阶惯性环 节，晶闸管变流器的动态结构图如下图 。
传递函数：
Udo (s) Ks Uct (s) 1 Ts s
（2）抗电网电压扰动 电网电压扰动和负载扰动作用点在系统动态结构图中的 位置不同，系统相应的动态抗扰性能也不同。
在单环系统中，电网电压波动必须等到影响转速n后，才 能通过转速负反馈来调节。当电网电压扰动
U d 0
Id
n U n
U n
(U
Hale Waihona Puke * n U n ) U ct
1/ R Id
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)
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U d 0
单闭环双闭环_实验内容
实验一、单闭环直流调速系统静特性研究学号 xxxx 姓名 xxx一．实验目的1．研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。
2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统静特性的影响。
3．学习反馈控制系统的调试技术。
二．实验原理直流电动机：额定电压，额定电流，额定转速，电动机电动势系数，晶闸管整流装置可逆，装置放大系数，滞后时间常数，电枢回路总电阻，电枢回路电磁时间常数，电力拖动系统机电时间常数，转速反馈系数，对应额定转速时的给定电压，系统采用PI控制器。
直流调速系统框图如下。
图1-1 系统控制框图图1-2 仿真模型二．实验内容1. 开环机械特性；绘制；2. 测定单闭环电路的静特性；三、仿真实验报告输入信号：阶跃输入: 10V; 仿真时间：0-0.6s；1.记录仿真数据，绘制开环机械特性曲线；2.记录仿真数据，绘制闭环机械特性曲线；表1 - 开环机械特性曲线数据表表2-闭环机械特性曲线表实验二、双闭环直流调速系统一．实验目的1．了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。
2. 设计ASR 和ACR 两个调节器参数；2．掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。
二．实验原理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：，允许过载倍数λ=1.5; 时间常数为：, 晶闸管装置放大系数：Ks =40；电枢回路总电阻：R=0.5Ω； 电流反馈系数：β=0.05V/A；。
设计要求：设计电流调节器，要求电流超调量σ≤5% 电流PI 调节器选择：（1），（2）图2-1 双闭环控制框图图2-1 电流环单闭环仿真图图2-3 双闭环仿真图三、仿真实验报告1. 分别绘制具有PI控制器电流单闭环调速系统仿真图，并分析其特点。
(电流输入信号：阶跃输入，幅值为10；仿真时间0-0.05s)1) PI控制器：；2) PI控制器：；2. 分别绘制下列两种情况下，具有PI控制器双闭环调速系统电流转速关系图，并分析电流转速变化特点。
双闭环比值控制系统仿真
学号：01课程设计报告题双闭环比值系统仿真目学计算机科学与信息工程学院院专自动化业班2013级自动化3级学生刘博姓名指导教师吴诗贤2016年11月26日摘要 (3)一、课程设计任务 (5) (5)(1) ....................................................................PID控制原理及PID参数整定概述.. (5)(2) ....................................................................基于稳定边界法的PID控制器参数整定算法. (7)(3) ....................................................................利用Simulink建立仿真模型. (9)(4) ····································································参数整定过程 (14)(5) ....................................................................调试分析过程及仿真结果描述 (20)三、总结 (20)参考文献21双闭环比值控制系统仿真摘要：双闭环比值控制系统的特点是在保持比值控制的前提下，主动量和从动量两个流量均构成闭环回路，这样克服了自身流量的干扰，使主、从流量都比较平稳,并使得工艺总负荷也较稳定。
双闭环直流调速系统设计及matlab仿真验证(
双闭环直流调速系统设计与MATLAB仿真验证班级:姓名:学号：指导教师：摘要：对双闭环直流调速系统的电流调节器和速度调节器用PID 调节器进行设计，该方法比以前常用的PI 调节器大大地减小饱和超调，仿真结果表明，该方法十分有效。
关键词：直流调速系统；调节器；超调；仿真1双闭环直流调速系统1.1双闭环直流调速系统的介绍双闭环直流调速系统，是在单闭环直流调速系统的基础上发展起来的.转速单闭环调速系统使用PI 调节器，可以实现转速的无静差调速，采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。
这对一般的要求不太高的调速系统，基本上已能满足基本要求，但电流环只是在超过临界电流值以后，靠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。
带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图 1-1-（1）所示。
当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，起动（调整时间s t ）的时间就比较长。
在实际工作中为了尽快缩短过渡时间，希望能够充分利用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使起动的电流保护在最大允许值上，并且始终允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，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。
这样的理想起动过程波形如图 1-1-（2）所示，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）受限制时调速系统所能获得到的最快的起动过程。
(1)带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动过程 (2)时间最优的理想过渡过程图1-1 调速系统起动过程的电流和转速波形I dtI dI dcr(1)(2)实际上，由于主电路电感的作用，电流不可能突变，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值dm I 的恒流过程。
按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么采用电流负反馈就能得到近似的恒流过程。
运控实验双闭环仿真
双闭环直流调速系统设计自动化1205一、双闭环直流调速系统1.1电流环的系统仿真为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，下图为电流环的仿真。
如图1-1所示。
图1-1 电流环直流调速系统结构仿真所得波形如图：无超调的仿真结果（KT=0.25）超调较小的仿真结果（KT=0.5）超调较大的仿真结果（KT=1.0）分析：观察仿真结果，在直流电动机的恒流升速阶段，电流值低于λ，其原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动，它是A=I N200一个线性渐增的扰动量，所以系统做不到无静差，而是略低于最大值。
1.2转速环的系统仿真转速环的仿真模型如图1-2所示图1-2 转速、电流双闭环直流调速系统结构仿真所得波形如图：（KT=0.25）转速环空载高速启动时的仿真结果转速环满载高速启动时的仿真结果转速环抗扰的仿真结果（在1s处突加负载）2．2波形分析从图中的波形中，我们分析可知其起动过程可分三个阶段来分析：第Ⅰ阶段：电流上升阶段。
突加给定电压Un*后，通过两个调节器的控制，使Ua，Ud，Ud0都上升。
由于机电惯性的作用，转速的增长不会很快。
在这一阶段中,ASR由不饱和很快达到饱和,而ACR不饱和,确保电流环的调节作用.第Ⅱ阶段：是恒流升速阶段。
从电流升到最大值开始，到转速升到给定值 n*为止，这是起动过程中的重要阶段。
在这个阶段，ASR一直是饱和的，转速环相当于开环状态，系统表现为在恒值电流给定Uim*作用下的电流调节系统，基本上保持恒定。
因而拖动系统的加速度恒定，转速呈线性增长。
第Ⅲ阶段：转速调节阶段。
在这阶段开始，转速已达到给定值，转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零。
转速超调后，ASR输入端出现负的偏差电压，使他退出饱和状态，其输出电压的给定电压Ui*立即下降，主电流Id 也因而下降。
但在一段时间内，转速仍继续上升。
达到最大值后，转速达到峰值。
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。
双闭环直流调速系统设计及仿真
双闭环直流调速系统设计及仿真———————————————————————————————— 作者：———————————————————————————————— 日期：1绪论直流调速是现代电力拖动自动控制系统中开展较早的技术。
在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。
晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。
尽管目前交流调速的迅速开展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢送。
但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反响控制理论根底上的直流调速原理也是交流调速控制的根底[1]。
现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但根本控制原理有其共性。
对于那些在实际调试过程中存在很大风险或实验费用昂贵的系统，一般不允许对设计好的系统直接进展实验。
然而没有经过实验研究是不能将设计好的系统直接放到生产实际中去的。
因此就必须对其进展模拟实验研究。
当然有些情况下可以构造一套物理装置进展实验，但这种方法十分费时而且费用又高，而且在有的情况下物理模拟几乎是不可能的。
近年来随着计算机的迅速开展，采用计算机对控制系统进展数学仿真的方法已被人们采纳。
但是长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。
以使系统模型等为计算机所承受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。
因此产生了各种仿真算法和仿真软件[2]。
由于对模型建立和仿真实验研究较少，因此建模通常需要很长时间，同时仿真结果的分析也必须依赖有关专家，而对决策者缺乏直接的指导，这样就大大阻碍了仿真技术的推广应用。
MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，那么是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。
它有效的解决了以上仿真技术中的问题。
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运动控制系统仿真专业：电气工程及其自动化班级：041141学号：04114067姓名：何爽1. 转速反馈控制直流调速系统各环节参数如下：直流电动机：额定电压U N=220V，额定电流I dN=55A，额定转速n N=1000r/min，电动机电动势系数C e=0.192Vmin/r假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数Ks=44，滞后时间常数Ts=0.00167s电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s，电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s转速反馈系数α=0.01Vmin/r对应额定转速时的给点电压U n*=10V1、单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真PI控制器在于被控对象串联时，相当于在系统中增加了一个位于原点的开环极点，同时也增加了一个位于s左半平面的开环零点。
位于原点的极点可以提高系统的型别，以消除或减小系统的稳态误差，改善系统的稳态性能，而增加得负实部零点则可减小系统的阻尼程度。
单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真模型：改变PI调节器的参数，单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真结果如下：Kp=0.25， 1/τ=3时转速电流Kp=0.56， 1/τ=11.43时转速电流Kp=0.8， 1/τ=15时转速电流分析：若调节器参数是：Kp=0.25， 1/τ=3，系统转速的响应无超调，但调节时间很长；若是：Kp=0.8， 1/τ=15，系统转速的响应的超调较大，但快速性较好。
和比例调节器相比，比例积分调节器能很好的消除静差。
以下改变Kp，而 1/τ保持不变，仿真结果如下：Kp=10， 1/τ=15时转速电流Kp=10， 1/τ=15时转速电流Kp=20， 1/τ=15时转速电流Kp=30， 1/τ=15时转速电流可见在积分系数不变时，改变比例系数时，系统由稳定，到振荡再到不稳定以下改变1/τ，而Kp保持不变，仿真结果如下：Kp=0.25， 1/τ=10时转速电流Kp=0.25， 1/τ=20时转速电流Kp=0.25， 1/τ=40时转速电流Kp=0.25， 1/τ=100时转速电流可见在保持比例系数不变，改变积分系数时系统逐渐由稳定状态过度到振荡状态在控制系统中设置调节器是为了改善系统的系统的静动态性能。
在采用了PI调节器以后，构成的是无静差调速系统。
利用上图的仿真模型，改变比例系数和积分系数，可以得到振荡，有静差，无静差，超调大或启动快等不同的转速曲线。
改变PI调节器的参数，可以得到转速响应的超调量不一样，调节时间也不一样的响应曲线。
由以上仿真图形可见随着比例系数Kp和积分系数 1/τ的增大，系统的超调量在增大，稳定性变差，调节时间变短，快速性增强。
即系统的稳定性和快速性是一对矛盾，必须根据工程的要求，选择一个合适的PI参数。
2.单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真把上述仿真模型中的积分部分去掉，P控制只改变系统的增益而不影响相位，它对系统的影响主要反映在系统的稳态误差和稳定性上，增大比例系数可提高系统的开环增益，减小系统的稳态误差，从而提高系统的控制精度，但这会降低系统的相对稳定性，甚至可能造成闭环系统的不稳定单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真模型如下：该系统模型的闭环传递函数为： W cl （s ）=KS T S T T S T K K ++++)1m i m )(1s (a/s p 2 K=e s p C K K α特征方程为K S T S T T S T ++++)1m i m )(1s (2=0即TsTiTmS 3+Tm(Ts+Ti)S 2+(Tm+Ts)S +K+1=0 由劳斯判据可知：S 3 TsTiTm Tm+TsS 2 Tm(Ts+Ti) K+1S 1 Tm+Ts-is )1(i s T T K T T ++ 0S 0若要系统稳定，则要求K<TsTiTs Ts T T 2)i (m ++改变比例系数，可得到单闭环有静差转速负反馈调速系统的仿真结果：当Kp=0.25时转速电流当Kp=0.56时转速电流当Kp=0.8时转速电流当Kp=10时转速电流当Kp=30时转速电流分析：图中是的仿真图形，可见随着比例系数增大，超调量随着增大，稳定性变差，比例系数过大时，系统变得不稳定。
由仿真结果表明，利用MATLAB的simulink对各调速系统进行仿真设计，可以迅速直观地分析出系统的跟随性能、抗扰性能及稳定性，使得对系统进行分析、设计及校正变得更简单方便，大大缩短了系统调试周期，提高了开发系统效率。
对于调速系统的设计，MATLAB的simulink确实是个经济、简单、快速、高效的工具。
2. 转速、电流反馈控制直流调速系统双闭环调速系统的工作过程和原理:在启动阶段，电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号，经放大后输出的电压保持为限幅值,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时则以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值, 电动机以最大电流恒流加速启动。
电动机的最大电流(堵转电流)可以通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。
在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。
对负载引起的转速波动,速度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器来修正触发器的移相电压,使整流桥输出的直流电压相应变化,从而校正和补偿电动机的转速偏差。
另外电流调节器的小时间常数, 还能够对因电网波动引起的电动机电枢电流的变化进行快速调节,可以在电动机转速还未来得及发生改变时,迅速使电流恢复到原来值,从而使速度更好地稳定于某一转速下运行。
仿真题目：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 各环节基本数据如下：直流电动机：220V 、136A 、1460r/min,e C =0.132.min/r,允许过载电流倍数λ=1.5； 晶闸管装置的放大系数：;40=s K 电枢回路总电阻：R=0.5Ω； 时间常数：;18.0,03.0s T s T m l ==电流反馈系数：β=0.05V/A; 转速反馈系数α=0.007V .min/r;设计要求：设计电流调节器，要求电流超调量σ≤5%。
要求转速无静差，空载起动到额定转速超调量σ≤10%。
1，电流调节器的设计与仿真：电流调节器有两个输入信号。
一个是转速调节器输出反映偏差大小的主控信号，一个是由交流互感器测出的反映主回路电流反馈信号，当突加速度给定一个很大的输入值，其输出整定在最大饱和值上，与此同时电枢电流为最大值，从而电动机在加速过程中始终保持在最大转距和最大加速度，使起、制动过程时间最短。
根据工程设计的方法将电流环校成典型Ⅰ系统，典型Ⅰ系统的跟随性较好，超调量较小。
电流环小时间常数之和s T T T S Oi i 0037.0=+=∑。
电流环开环增益∑=iI T K 21=135.1； 电流调节器超前时间常数S T l 03.0= ； ACR 的比例系数013.1=i K根据上述的设计参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为 σ=4.3%<5%，符合设计要求仿真模型为：当KT=0.25，按按典型I 型系统的设计方法得到PI 调节器的传递函数为0.5067+s89.16，得到电流环阶跃响应的仿真图形为：无超调，但上升时间长。
当KT=0.5，按按典型I 型系统的设计方法得到PI 调节器的传递函数为1.013+s77.33，得到电流环阶跃响应的仿真图形为：有较小的超调，上升时间较长当KT=1.0，按按典型I 型系统的设计方法得到PI 调节器的传递函数为2.027+s567.67，得到电流环阶跃响应的仿真图形为：超调大，但上升时间短。
由以上仿真图形可见，随着KT 的增大，超调量增大，系统的稳定性变差，但上升时间变短，快速性变好。
总结：当KT=0.5时，各项动态参数较合理。
2，转速环的仿真：根据工程的方法设计转速环：电流环等效时间常数i 1K =2∑i T =2*0.0037s=0.0074令h=5，转速环小时间常数T=S T K ON I0174.001.00074.01=+=+ , 转速环开环增益4.396212=∑+=NN T h h K ，ASR 的比例系数Kn=11.7仿真模型为：取KT=0.5，h=5 时情况下，双击阶跃模块把阶跃值设置为10，得到启动时的转速与电流响应曲线，最终稳定运行于给定转速，空载起动时波形：满载运行时起动的波形：由仿真计算结果表明，利用MATLAB的simulink对各调速系统进行仿真设计，可以迅速直观地分析出系统的跟随性能、抗扰性能及稳定性，使得对系统进行分析、设计及校正变得更简单方便，我们通过对系统进行计算机仿真，分析理论设计与实际系统的偏差，逐步改进系统的结构及参数，找出较佳性能系统的调节器参数，使得系统的调试得到简化，大大缩短了系统调试周期，提高了开发系统效率。
对于调速系统的设计，MATLAB的simulink确实是个经济、简单、快速、高效的工具。
3. 电压空间矢量(SVPWM)调制空间矢量脉宽调制SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)，实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合，这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。
SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期T PWM 内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
在某个时刻，电压空间矢量out U旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量(K U 和K+1U )和零矢量(0U)在时间上的不同组合来得到。
SVPWM 仿真模块图如图所示：3/2变换T=5s时仿真如图SVPWM 是把逆变器和电动机作为一个整体考虑的 ,按照产生电机的圆形旋转磁场来控制逆变器的输出电压。
SVPWM 其实是一种改进的PWM 控制方法 ,调制函数为正弦调制函数和三次谐波调制函数的叠加。
和其它 PWM 控制方法相比,SVPWM 具有模型简单 ,物理概念清晰 ,易于数字化实现 ,电压利用率高等特点。