1、PWM 脈寬調(diào)制直流調(diào)速系統(tǒng)設計及 MATLAB 仿真驗證 摘摘 要要 以電力電子學和電機調(diào)速技術(shù)為基礎(chǔ)，本文設計了一種基于直流脈寬調(diào)速 控制技術(shù)的直流電機調(diào)速系統(tǒng)。為了得到較好的動靜態(tài)性能，該控制系統(tǒng)采用 了雙閉環(huán)控制，同時速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器都選用PI調(diào)節(jié)器。 本調(diào)速系統(tǒng)采用半橋型電路作為主電路,它相當于降壓斬波電路和升壓斬波 電路的串聯(lián)組合,選用全控型器件 IGBT 作開關(guān)器件?？刂齐娐芬约?PWM 控制 器 SG3525 為核心,3525 輸出的脈寬調(diào)制信號經(jīng) LM1413 放大后作為 IGBT 的驅(qū)動 信號。實驗證明本調(diào)試系統(tǒng)直流電壓大小調(diào)節(jié)和電機可逆運行的實現(xiàn)非常方便， 并具有

2、較硬的靜特性和機械特性。 關(guān)鍵詞: : 升/降壓斬波電路；SG3525；直流脈寬調(diào)速 Abstract On the basis of Power Electronic and electric motor speed adjusting technology, the calibrator designs a speed adjusting system in which Pulse Width Modulation (PWM) controlling technology is used to control D.C. motor. Dual closed loop controlling

3、 technic is alse adopted so that the sysetem has satisfactory steady-state and dynamic characters. The system uses single chip micro computer as an auxiliary unit. Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) is selected as power semiconductor on-off element in the system The thesis explains the princip

4、le of PWM controlling. The special integrated PWM controller-SG3525 which can help us realize PWM control easily is elaborated , this chips internal structure and its peripheral circuit are analyzed, and its applying example in this system is given. Key words: Boost/Buck chopper；SG3525；DC Pulse Widt

5、h speed control 目錄目錄 摘要摘要. ABSTRACT . 引言. 第一章系統(tǒng)概述 1.1 設計要求 1.2 直流拖動系統(tǒng) 1.3 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標 1.4 課題來源 1.5 文獻綜述 第第 2 2 章章 PWMPWM 直流調(diào)速系統(tǒng)總體介紹與主電路原理直流調(diào)速系統(tǒng)總體介紹與主電路原理. 2.1 雙極式 PWM 調(diào)速原理 2.2 雙極式 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點 2.3 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)原理 2.4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的作用 第第 3 3 章章脈寬調(diào)速系統(tǒng)的控制電路. 第 4 章系統(tǒng)參數(shù)的確 定 4.1 整流電路失控時間及濾波時間的確定 4.2 反饋系數(shù)的確定 4.3 電流調(diào)節(jié)

6、器參數(shù)的確定 4.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的確定 第 5 章 MATLAB 仿真及驗證 致謝致謝. 參考文獻參考文獻. 引言 在現(xiàn)代科學技術(shù)革命過程中，電氣自動化在 20 世紀的后四十年曾進行了兩 次重大的技術(shù)更新。一次是元器件的更新，即以大功率半導體器件晶閘管取代 傳統(tǒng)的變流機組，以線形組件運算放大器取代電磁放大器件。后一次技術(shù)更新 主要是把現(xiàn)代控制理論和計算機技術(shù)用于電氣工程，控制器由模擬式進入了數(shù) 字式。在前一次技術(shù)更新中，電氣系統(tǒng)的動態(tài)設計仍采用經(jīng)典控制理論的方法。 而后一次技術(shù)更新是設計思想和理論概念上的一個飛躍和質(zhì)變，電氣系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)和性能亦隨之改觀。在整個電氣自動化系統(tǒng)中，電力拖動及調(diào)

7、速系統(tǒng)是其中 的核心部分。 現(xiàn)代的電力拖動控制系統(tǒng)都是由慣性很小的晶閘管、電力晶體管或其他電 力電子器件以及集成電路調(diào)節(jié)器等組成的。經(jīng)過合理的簡化處理，整個系統(tǒng)一 般都可以用低階近似。而以運算放大器為核心的有源校正網(wǎng)絡（調(diào)節(jié)器），和 由 R、C 等元件構(gòu)成的無源校正網(wǎng)絡相比,又可以實現(xiàn)更為精確的比例、微分、 積分控制規(guī)律,于是就有可能將各種各樣的控制系統(tǒng)簡化和近似成少數(shù)典型的低 階系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如果事先對這些典型系統(tǒng)作比較深入的研究,把它們的開環(huán)對數(shù)頻 率特性當作預期的特性,弄清楚它們的參數(shù)和系統(tǒng)性能指標的關(guān)系,寫成簡單的 公式或制成簡明的圖表,則在設計實際系統(tǒng)時,只要能把它校正或簡化成典型系 統(tǒng)

8、的形式,就可以利用現(xiàn)成的公式和圖表來進行參數(shù)計算,這樣,就建立了工程設 計方法的可能性。 第一章 系統(tǒng)概述 1.1.1 設計目的 1. 掌握轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)控制的雙極式 PWM 直流調(diào)速原理。 2. 掌握并熟練運用 MATLAB 對系統(tǒng)進行仿真。 1.1.2 設計題目 轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)控制的 H 型雙極式 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)，已知： 直流電動機：允許過載倍數(shù)=2；48 ,3.7 ,200 / min, nomnomnom UV IA nr 時間常數(shù)：=0.015s，=0.2s；PWM 環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)：=4.8,；電樞回路 L T m T S K 總電阻：R=1；電樞電阻 Ra=0.5。調(diào)節(jié)器

9、輸入輸出電壓=10V. * nmim UU 采用 MATLAB 對雙閉環(huán)系統(tǒng)進行仿真，繪制直流調(diào)速系統(tǒng)（Id=const）穩(wěn)定 運行時轉(zhuǎn)速環(huán)突然斷線（1、有 ACR 限幅值；2、無 ACR 限幅值）仿真框圖，仿 真得出啟動轉(zhuǎn)速，起動電流，直流電壓 Ud，ASR,ACR 輸出電壓的波形。并對結(jié) 果進行分析。 1.1.3 設計內(nèi)容 1 簡述設計題目及對題目的分析； 2 簡述雙極式 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)原理； 3 簡述電流環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)的控制原理； 4 對電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的參數(shù)進行計算選?。?5 根據(jù)電流環(huán)、轉(zhuǎn)速換的參數(shù)進行 MATLAB 仿真； 1.21.2 直流拖動系統(tǒng) 直流電動機轉(zhuǎn)速和其他參量之間的

10、穩(wěn)態(tài)關(guān)系可表示為 式中 n轉(zhuǎn)速（r/min）；U電樞電壓 （V）；I電樞電流 （A）； R電樞回路總電阻（ ）；勵磁磁通（wb）；Ke由電機結(jié)構(gòu)決 定的電動勢常數(shù)。 由上式可以看出，調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速有三種方法： 1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓 U:即保持 R 和 不變，通過調(diào)節(jié) U 來調(diào)節(jié) n，是一種大范圍 無級調(diào)速方式。 2）減弱勵磁磁通:即保持 和 U 不變，通過減少 來升高 n，是一種小范圍無 級調(diào)速方式。 3）改變電樞回路電阻 R:即保持 U 和 不變，通過調(diào)節(jié) R 來調(diào)節(jié) n，是一種大范圍 有級調(diào)速方式。 對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào) 節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。 改變電阻

11、只能實現(xiàn)有級調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大。 1.31.3 調(diào)速系統(tǒng)的性能指標調(diào)速系統(tǒng)的性能指標 1.穩(wěn)態(tài)性能指標 1)調(diào)速范圍 生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫調(diào)速范圍，用字 母 D 表示 ，即 其中和 一般都指電動機額定負載時的轉(zhuǎn)速，對于少數(shù)負載很輕的機械， 例如精密磨床，也可用實際負載時的轉(zhuǎn)速。在直流電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，常以 電動機的額定轉(zhuǎn)速為最高轉(zhuǎn)速 。 2)靜差率 當系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時負載由理想空載增加到額定值所對 應的轉(zhuǎn)速降落n，與理想空載轉(zhuǎn)速 n 之比，稱作靜差率，即 顯然，靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負載變化下的穩(wěn)定度的。它和機械特 性的硬度有

12、關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。然而，靜差率 和機械特性硬度又是有區(qū)別的。靜差率不僅與轉(zhuǎn)速降落有關(guān)，還與理想空載轉(zhuǎn) 速的大小有關(guān) 。 2.動態(tài)性能指標 調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標包括跟隨性能指標和抗擾性能指標兩類。 1) 跟隨性能指標 在給定信號(或稱參考輸人信號)R (t)的作用下，系統(tǒng)輸出量 C(t)的變化可用 跟隨性能指標來描述 通常使用階躍響應性能指標，即以輸出量的初始值為零，給定信號階躍變化下 的過渡過程為典型的跟隨過程。一般希望在階躍響應中輸出量 C(t)與其穩(wěn)態(tài)值 的偏差越小越好，達到 C 的時間越快越好。具體的指標有下列幾項: (1)上升時間 在典型的階躍響應跟隨過程

13、中，輸出量從零起第一次上 升到穩(wěn)態(tài)值 C 所經(jīng)過的時間稱為上升時間。它表示動態(tài)響應的快速性。 (2)超調(diào)量 在典型的階躍響應跟隨過程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最 大偏離量與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分數(shù)表示，叫做超調(diào)量 : 超調(diào)量反映系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。超調(diào)量越小，則相對穩(wěn)定性越好，即動態(tài)響應 比較平穩(wěn)。 (3)調(diào)節(jié)時間 t, 調(diào)節(jié)時間又稱過渡過程時間，它衡量系統(tǒng)整個調(diào)節(jié)過程的快慢。定義為從加輸 人量的時刻起，到輸出量進人其穩(wěn)態(tài)值的誤差帶(一般取 5%或 2%)，響應曲線 達到且不再超出該誤差帶所需的最短時間。 2) 抗擾性能指標 穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng)在運行中，如果受到擾動，經(jīng)歷一段動態(tài)過程后，能達到新的 穩(wěn)態(tài)，除

14、了穩(wěn)態(tài)誤差以外，在動態(tài)過程中輸出量變化有多少?在多長的時間內(nèi)能 恢復穩(wěn)定運行?這些問題標志著調(diào)速系統(tǒng)的抗擾能力。一般以系統(tǒng)穩(wěn)定運行中突 加一個使輸出量降低的負擾動 N 以后的過渡過程作為典型的抗擾過程。 1.41.4 課題來源 目前，直流調(diào)速技術(shù)的研究和應用已達到比較成熟的地步，尤其是隨著全 數(shù)字直流調(diào)速的出現(xiàn)，更提高了直流調(diào)速系統(tǒng)的精度及可靠性。目前國內(nèi)各大 專院校，科研單位和廠家也都在開發(fā)直流調(diào)速裝置，但大多數(shù)調(diào)速技術(shù)都是結(jié) 合工業(yè)生產(chǎn)中，而在民用中應用相對較少，所以應用已有的成熟技術(shù)開發(fā)性能 價格比高，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直流調(diào)速單元，將有廣闊的應用前景。 直流斬波電路原理實驗和直流電機的

15、 PWM 調(diào)速實驗都是電力電子技術(shù)課程 要求必須開設的實驗。本課題是應生產(chǎn)教儀的廠家的需要,研制開發(fā)出一套控制 平滑、穩(wěn)定、經(jīng)濟、實用、簡便、可靠性高、操作方便的直流調(diào)速控制掛箱以 供大中專院校實驗教學之用,利用該掛箱設備可以進行的實驗項目有: 降壓斬 波電路實驗升壓斬波電路實驗可逆直流 PWM 調(diào)速實驗，實現(xiàn)了斬波實驗電 路與可逆 PWM 調(diào)速實驗電路的兼容。 1.51.5 文獻綜述 直流電動機因其可以方便地通過改變電樞電壓和勵磁電流實現(xiàn)寬范圍的調(diào) 速而得到廣泛的應用調(diào)節(jié)電樞串聯(lián)電阻來改變電樞上的電壓，是最經(jīng)典的直 流電機調(diào)速方法，有相當部分的電能消耗在所串聯(lián)電阻上，很不經(jīng)濟。80 年代，

16、以晶閘管為功率開關(guān)器件的斬波調(diào)速器以其無級、高效、節(jié)能而得到大力推廣 但晶閘管斬波調(diào)速器不足之處是晶閘管一旦被觸發(fā)，其關(guān)斷必須依賴換流電容 和換流電感振蕩產(chǎn)生反壓來實現(xiàn)換流電容和電感增加了裝置的成本，也增加 了換流損耗；電源電壓下降還會導致?lián)Q流失敗，使系統(tǒng)的可靠性降低；此外， 由于晶閘管的開、關(guān)時間比較長，加上存在換流環(huán)節(jié)，使得斬波器的工作頻率 不能太高(一般在 300Hz 以下)，電機上的力矩脈動和電流脈動比較嚴重。因此 直流斬波調(diào)速呼喚快速自關(guān)斷器件。于是 90 年代出現(xiàn)了以 IGBT 為代表，具有 自關(guān)斷能力并可在高速下工作的功率器件作為開關(guān)元件的 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)成 為更為先進的直

17、流調(diào)速方案2。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)，直流 PWM 驅(qū)動 技術(shù)近年來發(fā)展更加迅速，由其構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)也已成為現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)的佼佼 者，受到越來越多電氣控制技術(shù)人員的重視。傳統(tǒng)的 PWM 直流傳動系統(tǒng)常采用 的主功率元件一般為功率晶體管(GTR)，隨著驅(qū)動對象的日益復雜和系統(tǒng)性能及 可靠性的逐步提高，采用場控器件- - 絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的逐漸增多， 這里就是采用 IGBT 作為主電路的控制元件。 第 2 章 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)總體介紹與主電路原理 2.1 雙極式 PWM 調(diào)速原理 可逆 PWM 變換器主電路有多種形式，最常用的是橋式（亦稱 H 形）電路

18、， 如圖 2-1 所示，電動機 M 兩端電壓的極性隨全控型電力電子器件的開關(guān)狀 AB U 態(tài)而改變。 雙極式控制可逆 PWM 變換器的四個驅(qū)動電壓的關(guān)系是： 。在一個開關(guān)周期內(nèi)，當 0t時 ，電樞 1423gggg UUUU on t ABS UU 電流 id 沿回路 1 流通；當t0UC0 時時UCUC 的作用和的作用和UpUp 相減，經(jīng)運算放大器倒相后，輸出相減，經(jīng)運算放大器倒相后，輸出 脈沖電壓脈沖電壓 UpwUpw 的正半波變窄，負半波變寬，如圖的正半波變窄，負半波變寬，如圖 3-23-2（b b）所示。）所示。 當當 UC0UC0 時，時，UCUC 的作用和的作用和UpUp 相加，則

19、情況相反，輸出脈沖電壓相加，則情況相反，輸出脈沖電壓 UpwUpw 的正半波增寬，負半波變窄，如圖的正半波增寬，負半波變窄，如圖 3-23-2（c c）所示。）所示。 這樣，通過改變控制電壓這樣，通過改變控制電壓 UCUC 的極性，也就改變了雙極式的極性，也就改變了雙極式 PWMPWM 變換變換 器輸出平均電壓的極性，因而可改變電動機的轉(zhuǎn)向。通過改變控制電壓器輸出平均電壓的極性，因而可改變電動機的轉(zhuǎn)向。通過改變控制電壓 UCUC 的大小，則就能改變輸出脈沖電壓的寬度，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。的大小，則就能改變輸出脈沖電壓的寬度，從而改變電動機的轉(zhuǎn)速。 3-1 3-2 第四章 系統(tǒng)參數(shù)的確定 4.

20、1 整流電路失控時間及濾波時間的確定 max 1 2 Psa UU 4.1.1 整流電路平均失控時間常數(shù) S T 失控時間是隨機的，它的大小隨電源電壓發(fā)生變化的時刻而變化，最大可 能失控時間是兩個相鄰自然換相點之間的時間，與交流電源和整流電路形式有 關(guān)，由下式確定： max 1 S T mf 式中 f-交流電源頻率； m-一周內(nèi)整流電壓脈沖數(shù)。 相對于整個系統(tǒng)的響應時間來說，一般情況下取統(tǒng)計平均值，認為是常數(shù)。對 于雙極式 PWM 直流調(diào)速系統(tǒng)，其晶閘管的開關(guān)頻率一般在 10K 赫茲以上，在此 取 1 0.001 S Ts f 4.1.2 電流濾波時間常數(shù)和轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) 雙極式 PWM 電

21、路每個波頭的時間為 0.001Ts 為了基本濾平波頭，應該選擇 ，(1 2) oi TT0.001 oi Ts 根據(jù)所用測速發(fā)電機的紋波情況，取 0.01 on Ts 4.2 反饋系數(shù)的確定 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) * max 10 0.05/ 200 nm U VA n 電流反饋系數(shù) * 10 1.35min/ 2*3.7 im dm U r I 4.3 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的確定 4.3.1 電流環(huán)小時間常數(shù)的計算 按小時間常數(shù)近似處理，取 i T 0.002 iois TTTs 4.3.2 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇 根據(jù)設計要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可以按典型 I 型系統(tǒng)設計5% i 電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制

22、對象是雙慣性的，因此可以用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù) 如下： (1) ( ) ii ACR i Ks Ws s 檢查對電源電壓的抗擾性能： 各項指標可以接受 0.015 7.5 0.002 l i T T 4.3.3 計算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)： 0.015 il Ts 電源開環(huán)增益： 取=0.5 ，因此 Ii K T 1 0.50.5 250 0.002 I i Ks T 于是，ACR 的比例系數(shù)為 250 0.015 1 0.579 4.8 1.35 Ii i S KR K K 4.3.4 校驗近似條件 電流環(huán)截止頻率： 1 250 ciI Ks 1. 校驗晶閘管整流裝置

23、傳遞函數(shù)近似條件 滿足近似條件 11 11 333.3 33 0.001 ci S ss T 2. 校驗忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件 滿足近似條件 1 11 3354.8 0.2 0.015 ci ml s T T 3. 校驗電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 滿足近似條件 1 1111 333.3 330.001 0.001 ci soi s TT 4.3.5 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖 3-1 所示，按所用運算放大器取，各電阻 0 40Rk 和電容值計算如下： 取 23 0 0.579 4023.16 ii RK Rkk k 取 0.65uF 6 3 0.015 0.6

24、52 100.652 23 10 i i i CFFuF R 取 0.1uF 6 3 0 44 0.001 0.1 100.1 40 10 oi oi T CFFuF R 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可達到的動態(tài)跟隨性能指標為： =4.3%5% 滿足設計要求 i 圖 3-1 含給定濾波和反饋濾波的 PI 型電流調(diào)節(jié)器 4.4 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的確定 4.4.1 確定時間常數(shù) 電流環(huán)等效時間常數(shù)，按小時間常數(shù)近似處 1 22 0.0020.004 i I Tss K 理，轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) 1 0.0040.010.014 non I TTss K 4.4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負載

25、擾動作用點前必須有一個積分環(huán)節(jié)，它應該 包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中。選擇擾動作用點后面已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié)，因此 轉(zhuǎn)速開環(huán)調(diào)節(jié)器應共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應該設計成典 II 型系統(tǒng)，這樣的系 統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)性能好的要求。由此可見，ASR 也應該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其 傳遞函數(shù)為： (1) ( ) nn ASR n Ks s s 電動機的電動勢系數(shù)為 483.7 0.5 0.23 200 NNa e N UI R C n 4.4.3 計算轉(zhuǎn)速節(jié)器的參數(shù) 按跟隨和抗擾性能都比較好的原則，取 h=5，則 ASR 的超前時間常數(shù)為： 5 0.0140.07 nn hTss 轉(zhuǎn)速開環(huán)增益為： 2 2

26、22 16 612 22 25 0.014 N n h Ks h T ASR 的比例系數(shù)為 16 1.35 0.23 0.2 44.36 22 6 0.05 1 0.014 em n n hC T K h RT 4.4.4 檢驗近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率 11 1 612 0.0742.84 N cnNn K Kss 1. 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件 滿足簡化條件 11250 117.8 330.002 I cn i K T 2.轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件 滿足近似條件 11250 52.7 330.01 I cn on K T 4.4.5 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的原理圖如圖 3-2 所

27、示，取，則 0 40Rk 取 1774 0 44.36 401774 nn RK Rkk k 取 0.1 6 3 0.07 0.039 100.039 1774 10 n n n CFFuF R uF 取 1 6 3 0 44 0.01 1 101 40 10 on on T CFFuF R uF 4.4.6 核定轉(zhuǎn)速超調(diào)量 maxmax * 2 bnn n bbm CnCn T z CnCnT 當 h=5 時，=81.2%，代入上式得 max b C C 3.7 1 16.1 0.23 d n e IR n C 滿足設計要求1.83%20% n 圖 3-2 含給定濾波和反饋濾波的 PI 型轉(zhuǎn)

28、速調(diào)節(jié)器 第五章 MATLAB 仿真設計 5.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真框圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真框圖如圖 4-1 所示： 圖 4-1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真框圖 其中，限幅值的計算為： 0.23 2003.7 2 1 11.1 4.8 dmed cm SS UC nI R UV KK 5.2 仿真結(jié)果 5.2.1 有 ACR 限幅值 1.啟動電流，啟動轉(zhuǎn)速如圖 5-2 圖 4-2 啟動電流，啟動轉(zhuǎn)速圖 2. ASR、ACR 輸出電壓波形如圖 5-3 5 圖 5-3 ASR、ACR 輸出電壓波形 3.直流電壓 Ud 波形如圖 5-4 圖 5-4 直流電壓 Ud 波形 5.2.2 無 ACR 限幅值

29、1.啟動電流，啟動轉(zhuǎn)速如圖 5-5 圖 5-5 啟動電流，啟動轉(zhuǎn)速 2. ASR、ACR 輸出電壓波形如圖 5-6 圖 5-6 ASR、ACR 輸出電壓波形 3.直流電壓 Ud 波形如圖 5-7 圖 5-7 直流電壓 Ud 波形 5.3 結(jié)果分析 由于系統(tǒng)在 2 秒前就穩(wěn)定了，設置參數(shù)時，在兩秒時加入負載，因此兩秒 前為空載啟動，由此可以觀測到空載啟動啟動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量；在 4 秒時設置轉(zhuǎn)速環(huán)斷線，由此可以觀測到斷線前與斷線后的輸出波形對比。對 比 ACR 有限幅與無限幅的波形后，可以得到 ACR 無限幅時，各項輸出幅值都有 所提高，與實際相符合，運行結(jié)果正確。 小結(jié) 本次課程設計歷時 1.5 周，在整個設計過程中，我不僅鞏固了以前所學到 的知識，更學到了許多課外的知識。通過這次的課程設計，我也發(fā)現(xiàn)了很多平 時學習中的不足，可謂是收獲頗多。 首先要感謝我的指導老師李瑾老師。在她的悉心指導下，我才得以順利 的完成本次畢業(yè)設計。她從最初就為我們制定了周密科學的工作任務安排，每 次都很認真的查看我們的工作日志完成情況，對于我們的提問也總給予耐心的 解答。 我還要感謝同組的同學，跟他們一起討論相關(guān)的課題，使我的思路得以極大