直流電機(jī)內(nèi)?？刂频姆抡嬖O(shè)計(jì)案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u8346直流電機(jī)內(nèi)模控制的仿真設(shè)計(jì)案例概述 1192981.1主電路的建模和參數(shù)設(shè)置 2265921.2控制電路的建模和參數(shù)設(shè)置 6打開Simulink窗口。首先，打開Matlab軟件，然后點(diǎn)擊Simulink圖標(biāo)。得到圖1.1所示的窗口。圖1.1Simulink初始界面窗口進(jìn)行模型編輯窗口創(chuàng)建。點(diǎn)擊“BlankModle”，彈出模型編輯窗口，“save”保存文件，文件名改為“zhuansuneimo”。選擇合適的路徑保存。如下圖1.2所示。圖1.2模型編輯窗口創(chuàng)建1.1主電路的建模和參數(shù)設(shè)置基于內(nèi)?？刂频碾p閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路是由三相對(duì)稱交流電壓源、晶閘管整流橋電路以及直流電動(dòng)機(jī)三個(gè)模塊構(gòu)成。其基本參數(shù)為：直流電機(jī)：額定電壓U=220V、電樞電流Ia=136A、額定轉(zhuǎn)速r=1460r/min以及電動(dòng)勢(shì)常數(shù)Ce=0.132，電動(dòng)機(jī)允許過載倍數(shù)為A=1.5；晶閘管裝置的放大倍數(shù)為K=40；電動(dòng)機(jī)的電樞回路總電阻R=0.5Ω；時(shí)間常數(shù)T1=0.03S，Tm=0.18s，電流反饋系數(shù)β=0.05V／A，速度反饋系數(shù)α=0.007V，Toi=0.002S，Ton=0.01S。

①三相對(duì)稱電壓源模塊的建模。首先對(duì)交流電壓源模塊ACVoltageSource(其路徑為SimPowerSystems/ElectricalSources/ACVoltageSource)進(jìn)行提取，將該電壓源模塊移動(dòng)到模型編輯窗口“zhuansuneimo”，之后再移出另兩個(gè)電壓源模塊，把三個(gè)電壓源模塊的標(biāo)簽改為A、B、C。提取接地元件Ground（其路徑為SimPowerSystems/Elements/Ground），然后按照?qǐng)D5.3進(jìn)行連接。圖1.3三相對(duì)稱電壓源建模

②三相對(duì)稱電壓源的參數(shù)設(shè)置。其中A相交流電壓源的參數(shù)設(shè)置如圖1.4所示：峰值電壓Peakamplitude（V）設(shè)置為220V，初相位Sampletime（deg）設(shè)置為0°，頻率Frequency（Hz）設(shè)置為50Hz，其他選項(xiàng)設(shè)置為默認(rèn)值。B相、C相交流電壓源參數(shù)設(shè)置與A相大致相同，但初始相位角存在差異。B相的初始相位角為120°，C相的初始相位角為240°，彼此之間相差120°，由此可得到三相對(duì)稱交流電源。圖1.4三相對(duì)稱電壓源某一相參數(shù)設(shè)置③晶閘管整流橋模塊的建模。首先提取晶閘管整流橋模塊（其路徑為SimPowerSystems/PowerElectronics/UniversalBridge），然后將該晶閘管整流橋模塊移動(dòng)到模型編輯窗口“zhuansuneimo”，橋臂數(shù)設(shè)置為3，如圖1.5所示。圖1.5晶閘管整流橋模塊④直流電動(dòng)機(jī)的建模以及其參數(shù)的設(shè)置。首先進(jìn)行直流電動(dòng)機(jī)模塊（其路徑為SimPowerSystems/Machines/DCMachine）的提取，再提取直流電源模塊（路徑為SimPowerSystems/ElectricalSources/DCVoltageSource），然后將直流電動(dòng)機(jī)模塊和直流電源模塊移動(dòng)到模型編輯窗口“zhuansuneimo”，電壓參數(shù)設(shè)置為220V。將直流電機(jī)中的電磁繞組與直流電源進(jìn)行連接，接線如圖1.6所示。圖1.6直流電動(dòng)機(jī)的建模⑤連接器模塊的建模及參數(shù)的設(shè)置。直流電動(dòng)機(jī)模塊輸出口m共有3個(gè)合成信號(hào)，需要用模塊Demux將這3個(gè)信號(hào)分開。首先進(jìn)行模塊Demux（路徑為Simulink/SignalRouting/Demux）的提取，雙擊此模塊，把參數(shù)設(shè)置為3，從上到下依次是電機(jī)的角速度ωm、電樞電流Ia、和電磁轉(zhuǎn)矩圖1.7連接器模塊的建模=6\*GB3⑥同步6脈沖觸發(fā)器的建模以及參數(shù)的設(shè)置。首先在命令欄中輸入“powerlib_extras”命令，然后按下回車鍵，會(huì)彈出一個(gè)額外的庫，在其中找到同步6脈沖觸發(fā)器。同步6脈沖觸發(fā)器中共有5個(gè)端口，alpha-deg端口控制相位角的大小，Block端口控制觸發(fā)器的開通與關(guān)斷,當(dāng)輸入信號(hào)“0”時(shí)，觸發(fā)器處于工作狀態(tài)；當(dāng)輸入為信號(hào)“1”時(shí)，觸發(fā)器處于關(guān)斷狀態(tài)。因此提取Constant模塊（路徑為Simulink/Sources/Constant）和Block端口相連，把Constant模塊參數(shù)設(shè)置為“0”。然后對(duì)同步6脈沖觸發(fā)器進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置，如圖5.7所示，將同步頻率Frequencyofsynchronizationvoltages(Hz)設(shè)置為50Hz。由于同步6脈沖觸發(fā)器需要三相線電壓，故提取電壓測(cè)量模塊（路徑為SimPowerSystems/Measurements/VoltageMeasurement），復(fù)制三個(gè)電壓測(cè)試模塊，并把其標(biāo)簽分別改為VA、VB、VC）進(jìn)行如圖5.8的連接即可。然后對(duì)該子系統(tǒng)進(jìn)行封裝，標(biāo)簽命名為“同步六脈沖發(fā)生電路”，如圖5.9所示。圖5.7同步6脈沖觸發(fā)器參數(shù)設(shè)置圖5.8同步6脈沖觸發(fā)器子系統(tǒng)圖5.9同步6脈沖發(fā)生電路封裝后1.2控制電路的建模和參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)速內(nèi)模控制的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制電路的仿真模型如圖5.10所示。根據(jù)工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)，ASR調(diào)節(jié)的參數(shù)Kn=11.7,τn=0.087，則T=τn=0.087。從內(nèi)?？刂破鬏敵龅剿俣确答侂妷褐g的放大倍數(shù)K取0.0747，則內(nèi)?？刂破?。根據(jù)工程設(shè)計(jì)方法電流設(shè)置調(diào)節(jié)器參數(shù)如下：ASR：Kp=1.013，Ki=33.33，上下限幅值[10,-10]。圖5.10轉(zhuǎn)速內(nèi)?？刂频碾p閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真模型各模塊設(shè)置路徑：①常數(shù)輸入模塊（路徑為Simulink/Sources/constant），設(shè)置給定電壓Un*，參數(shù)設(shè)置如圖1.11所示。圖1.11給定電壓Un*參數(shù)設(shè)置②傳遞函數(shù)模型（路徑為Simulink/Continuous/Transfer-Fcn），限于版面設(shè)置，只展示其中一個(gè)傳遞函數(shù)）。Numeratorcoeffifients表示傳遞函數(shù)的分子部分，Denominatorcoeffifients表示傳遞函數(shù)的分母部分。圖1.12傳遞函數(shù)模型參數(shù)設(shè)置③求和運(yùn)算（路徑為Simulink/MathOperations/Sum），其設(shè)置方法如圖5.13所示。Iconshape為其形狀設(shè)置，Listofsigns設(shè)置為“+－”。圖5.13求和運(yùn)算設(shè)置④飽和輸出模塊（路徑為Simulink/Discontinuous/Saturation），起到飽和限幅的作用。參數(shù)設(shè)置如圖5.14所示。上限設(shè)置為10，上限設(shè)置為-10。圖5.14飽和輸出模塊設(shè)置⑤PID控制器（路徑為Simulink/Continuous/PIDControl），這是ACR的等效環(huán)節(jié)，參數(shù)設(shè)置如圖5.15所示。圖5.15PID控制器參數(shù)設(shè)置=6\*GB3⑥增益運(yùn)算（路徑為Simulink/MathOperations/Gain），這是一個(gè)比例環(huán)節(jié)，其參數(shù)設(shè)置如圖5.16所示。圖5.16增益運(yùn)算參數(shù)設(shè)置=7\*GB3⑦示波器模塊（路徑為Simu