學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院課題基于雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真研究姓名班級(jí)自動(dòng)化學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師基于雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真研究摘要根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖,分析了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器的作用,并通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì),給出了電流的仿真波形。關(guān)鍵詞雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器ABSTRACTACCORDINGTOTHESCHEMATICDIAGRAMOFDOUBLELOOPDCMOTORCONTROLSYSTEM，THISPAPERANALYZESTHEFUNCTIONSOFROTATESPEEDREGULATORANDCURRENTREGULATOR，ANDTHROUGHDESIGNINGTHEPARAMETERSOFTHEREGULATOR，PUTSFORWARDTHESIMULATIONWAVEFORMOFROTATESPEEDANDCURRENTKEYWORDSA2A0A1A3A4A5A4A0A0A6A7A8A11A0A9A0A10A12A0A13A9A10A0A4A14A15A14A9A5A11A10A0A9A16A9A5A14A6A5A5A2A10A5A17A1A4A16A9A0A10A8A1A10A10A5A13A9A10A5A17A1A4A16A9A0A10引言為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR,分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流,兩者實(shí)行串級(jí)連接,且都帶有輸出限幅電路,限幅值分別為USIM和UCM。由于調(diào)速系統(tǒng)的主要被控量是轉(zhuǎn)速,故把轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成的環(huán)作為外環(huán),以保證電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確跟隨給定電壓,把由電流負(fù)反饋組成的環(huán)作為內(nèi)環(huán),以實(shí)現(xiàn)在最大電流約束下的轉(zhuǎn)速過(guò)渡過(guò)程最快的“最優(yōu)”控制。1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。G1120者G1055G19400實(shí)行G4896G3883G708G6122G12228串級(jí)G709G13864接G3926下圖G7081G709G6164G12046。系統(tǒng)組成G726A18A19A20A21圖中，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出G5415作電流調(diào)節(jié)器的輸入，G1889用電流調(diào)節(jié)器的輸出G2447控制電G2159電G4388G2476G6454器UG51G40。G1186閉環(huán)G13479G7512G990G11487，電流環(huán)在G18336G19766，G12228作內(nèi)環(huán)G727轉(zhuǎn)速環(huán)在外G17805，G12228作外環(huán)。G17837G4613形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)原理圖G726A18A19A22A21G21雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)G5589G13479G7512G7706圖在G2345閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)G5589數(shù)G4410G8181G3423的G3534G11796G990，G13783G15397雙閉環(huán)控制的G13479G7512，即可G13484出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)G5589G13479G7512圖，G3926下圖G6164G12046。A18A19A23A21G22起動(dòng)過(guò)程分析G2081G5062G6363出，設(shè)置雙閉環(huán)控制的G980個(gè)G18337要G11458的G4613是要G14731G5483接G17829理G5831起動(dòng)過(guò)程，G3252G8504在分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)G5589G5627G14033G7114，有G5529要G20330G1820G6518G16764G4439的起動(dòng)過(guò)程。由于在起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASRG13475G2394了G993G20293和、G20293和、G17876G20293和G989種G5785G1929，G6984個(gè)動(dòng)G5589過(guò)程G4613分成圖中G7643G7138的G44、G44G44、G44G44G44G989個(gè)G19466G8585。G12544G44G19466G8585電流G990G2331的G19466G8585G708G19G97TA24G709G12373G2164給定電壓UA25A26G2530，IA27G990G2331，G5415IA27G4579于負(fù)G17745電流IA27A28G7114，電機(jī)G17836G993G14033轉(zhuǎn)動(dòng)。G5415IA27G305IA27A28G2530，電機(jī)G5332G3999起動(dòng)，由于機(jī)電G5827G5627作用，轉(zhuǎn)速G993G1262G5468快G3698G19283，G3252G13792轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入G1571G5058電壓的數(shù)值G1185G17751大，G1866輸出電壓保G6357限幅值UA25A29A30，G5390G17855電流IA27G17817速G990G2331。A31A32A33A34直G2052，IA27G32IA27A30，UA29G32UA25A29A30電流調(diào)節(jié)器G5468快G4613壓制IA27了的G3698G19283，G7643G5547G11540G17837G980G19466G8585的G13479束。在G17837G980G19466G8585中，ASRG5468快G17839入并保G6357G20293和G10378G5589，G13792ACRG980G14336G993G20293和。G12544G44G44G19466G8585G5670流G2331速G19466G8585G708TA35G97TA36G709在G17837個(gè)G19466G8585中，ASRG3999G13468是G20293和的，轉(zhuǎn)速環(huán)G11468G5415于G5332環(huán)，系統(tǒng)成為在G5670值電流UA25A29A30給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，G3534G7424G990保G6357電流IA27G5670定，G3252G13792系統(tǒng)的G2164速G5242G5670定，轉(zhuǎn)速G2588G13459G5627G3698G19283。A31A32A37A34G994G8504G2528G7114，電機(jī)的反電動(dòng)G2195E也按G13459G5627G3698G19283，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，E是G980個(gè)G13459G5627漸G3698的擾動(dòng)量，為了克服G4439的擾動(dòng)，UA27A38和UA39也G5529須G3534G7424G990按G13459G5627G3698G19283，才G14033保G6357IA27G5670定。G5415ACR采用G51G44調(diào)節(jié)器G7114，要使G1866輸出量按G13459G5627G3698G19283，G1866輸入G1571G5058電壓G5529須維G6357G980定的G5670值，也G4613是說(shuō)，IA27應(yīng)略低于IA27A30。G5670流G2331速G19466G8585是起動(dòng)過(guò)程中的主要G19466G8585。為了保證電流環(huán)的主要調(diào)節(jié)作用，在起動(dòng)過(guò)程中ACR是G993應(yīng)G20293和的，電G2159電G4388裝置UG51G40的最大輸出電壓也須留有余地，G17837些都是設(shè)計(jì)G7114G5529須注意的。G12544G19466G8585轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)G19466G8585G708TA36以G2530G709G5415轉(zhuǎn)速G990G2331G2052給定值G7114，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入G1571G5058減少G2052零，但G1866輸出卻由于積分作用G17836維G6357在限幅值UA25A29A30，G6164以電機(jī)G1185在G2164速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)G2530，ASR輸入G1571G5058電壓G2476負(fù)，使G4439G5332G3999G17876出G20293和G10378G5589，UA25A29和IA27G5468快下降。但是，只要IA27G1185大于負(fù)G17745電流IA27A28，轉(zhuǎn)速G4613繼續(xù)G990G2331。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)G12373G2164給定電壓UA25A26由靜止G10378G5589起動(dòng)G7114，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)G5589過(guò)程G12046于下圖。A31A32A40A34直G2052IA27G32IA27A28G7114，轉(zhuǎn)矩TA41G32TA28，則DN/DTG32G19，轉(zhuǎn)速N才G2052達(dá)峰值G708TG32TA42G7114G709。G8504G2530，電動(dòng)機(jī)G5332G3999在負(fù)G17745的阻G2159下減速，G994G8504G11468應(yīng)，在G980G4579G8585G7114G19400內(nèi)G708TA42G97TA43G709，IA27IA27A28，直G2052穩(wěn)定，G3926果調(diào)節(jié)器參數(shù)G6984定G5483G993夠好，也G1262有G980些振蕩過(guò)程。在G17837最G2530的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)G19466G8585內(nèi)，ASR和ACR都G993G20293和，ASR起主導(dǎo)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，G13792ACR則G2159圖使IA27盡快地跟隨G1866給定值UA25A29，G6122者說(shuō)，電流內(nèi)環(huán)是G980個(gè)電流隨動(dòng)G4388系統(tǒng)。4MATLABLG40的仿真按照雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)G5589G13479G7512G7706圖，即圖G708G22G709設(shè)置仿真G13479G7512G8181G3423，參數(shù)選取G3926下G726KSG3244TSG32G19G19G19167TIG32G19G1917RG321TMG32G19G1975CEG32G1919G215仿真G13479G7512G8181G3423A31A32A44A34通過(guò)對(duì)比例系數(shù)和反饋系數(shù)的G993斷調(diào)節(jié)，最G13468G5483出G17751為理G5831的電流輸出波形，G3926下圖G6164G12046G726A31A32A45A345G13479論雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有比G17751滿意的動(dòng)G5589G5627G14033。對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)，最G18337要的動(dòng)G5589G5627G14033是抗擾G5627G14033。主要是抗負(fù)G17745擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的G5627G14033。在圖G708G22G709雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于G3698設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過(guò)電流反饋G5483G2052比G17751及G7114的調(diào)節(jié)，G993G5529等G4439影響G2052轉(zhuǎn)速以G2530才G14033反饋回來(lái)，抗擾G5627G14033大有改善。G3252G8504，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速動(dòng)G5589G2476化G1262比G2345閉環(huán)系統(tǒng)G4579G5483多。綜G990G6164述，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用可以分別歸納G3926下G7261轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用G7081G709轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，G4439使轉(zhuǎn)速NG5468快地跟隨給定電壓G2476化，穩(wěn)G5589G7114可減G4579轉(zhuǎn)速誤G5058，G3926果采用G51G44調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜G5058。G708G21G709對(duì)負(fù)G17745G2476化起抗擾作用。G708G22G709G1866輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。G21電流調(diào)節(jié)器的作用G7081G709作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過(guò)程中，G4439的作用是使電流緊緊跟隨G1866給定電壓G708即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量G709G2476化。G708G21G709對(duì)電網(wǎng)電壓