电力拖动自动控制系统仿真作业

电力拖动自动控制系统仿真作业

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第二章比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真

参数的设置：

额定电压Un=220，额定电流Idn=55A，

额定转速1000r/min，电动机电动势系数Ce=0.192V·min/r。

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=1.0欧，电枢回路电磁时间常数Tl=0.00167s，

机电时间常数Tm=0.075s。转速反馈系数a=0.01。

对应额定转速时的给定电压是10v。

PI调节器的值暂定为Kp=0.56,1/τ=11.43，得到比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型如下：

修改控制参数后转速的仿真结果如下：

修改控制参数后的电流仿真结果：

由以上仿真结果图能够看出，系统是一个欠阻尼系统，改变比例积分系数可以得到不同的结果，系统的转速先超调然后逐渐趋于稳定，当电流静差为零时转速基本不变。

无超调的仿真结果图：

Kp=0.25,1/τ=3时仿真结果如下：

超调量较大的仿真结果

Kp=0.8,1/τ=15时仿真结果如下：

从以上的仿真结果图能够看出：Kp=0.25，,1/τ=3时没有超调，Kp=0.8，,1/τ=15时超调较大。

第三章转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真电流环的仿真模型如下

电流环的仿真结果如下

此时KT满足KT=0.5，有超调，上升时间比较适中

无超调的仿真结果

此时KT满足KT=0.25，Kp=0.5067,1/τ=16.89

由仿真图可以看出电流环无超调,但上升时间较为缓慢

超调量较大的仿真结果

此时KT满足KT=1.0，Kp=2.027,1/τ=67.567

由仿真图可以看出，电流有超调,但上升时间比较短，在恒流升速阶段，Id略低于Idm，其原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动，它是一个线性渐增的扰动量，所以系统做不到无静差。

转速环的仿真模型

转速环空载高速启动波形图

此时选取Kp=11.7，1/τ=134.48

直流电动机启动时转速与电流的响应曲线，最终电机稳定运行于给定转速转速环满载高速启动波形图

满载启动，其转速与电流响应曲线如上图，起动时间延长，退饱和超调量减少。转速环的抗扰波形图

抗干扰性的测试，将step1的step time 设置为1，将Initial value设置为0，将Final value设置为100，即可得到如上图所示的在空载稳定运行时突加额定负载的转速与电流响应曲线。