雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模[學(xué)術(shù)參考]

1、電力電子及電機(jī)拖動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真課程論文（20162017學(xué)年第二學(xué)期）(雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 指導(dǎo)老師： 摘要Simulink掛接在MATLAB的首頁(yè)面上，它以MATLAB的強(qiáng)大計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。Simulink原本是為控制系統(tǒng)仿真而建立的工具箱，在使用中由于它易編程，易拓展，并且可以解決一般難以解決的非線性、變系數(shù)等問題；支持線性和非線性系統(tǒng)的仿真，連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的仿真，以及連續(xù)系統(tǒng)和離散混合系統(tǒng)的仿真，并且系統(tǒng)中可以有多重采樣頻率，也就是不同采樣頻率的系統(tǒng)可以組合，因此可以仿真規(guī)模較大、較復(fù)雜的系統(tǒng)。本文在分析雙閉環(huán)直流

2、調(diào)速系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上， 引入Simulink仿真， 采用工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速-電流調(diào)節(jié)器， 給出面向動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和電氣原理圖的建模和仿真， 最后給出了系統(tǒng)性能優(yōu)化的方案。仿真結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求， 驗(yàn)證了理論設(shè)計(jì)方法的有效性。關(guān)鍵詞：Simulink仿真；雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；轉(zhuǎn)速-電流調(diào)節(jié)器目 錄1.選題意義12.系統(tǒng)工作原理23.仿真模型構(gòu)建和參數(shù)設(shè)計(jì)53.1電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)53.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)54.仿真結(jié)果與分析64.1面向系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的仿真及結(jié)果分析64.2面向系統(tǒng)電氣原理圖的仿真結(jié)果及分析74.3系統(tǒng)性能優(yōu)化95.總結(jié)10參考文獻(xiàn)11優(yōu)質(zhì)材料雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模1.選題意義在工業(yè)生產(chǎn)

3、中,需要高性能速度控制的電力拖動(dòng)場(chǎng)合, 直流調(diào)速系統(tǒng)，特別是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是20世紀(jì)60年代在國(guó)外出現(xiàn)的一種新型調(diào)速系統(tǒng)。70年代以來, 在我國(guó)的冶金、機(jī)械、制造以及印染工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是由單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展而來的。它通過轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，并構(gòu)成雙閉環(huán)系統(tǒng)。從而有效的改善電機(jī)性能，使電機(jī)特性曲線變硬，以滿足復(fù)雜環(huán)境下對(duì)電機(jī)性能的要求。20世紀(jì)90年代前的大約50年的時(shí)間里，直流電動(dòng)機(jī)幾乎是唯一的一種能實(shí)現(xiàn)高性能拖動(dòng)控制的電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)的定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互獨(dú)立并且正交，為控

4、制提供了便捷的方式，使得電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的起動(dòng)，制動(dòng)和調(diào)速性能。盡管近年來直流電動(dòng)機(jī)不斷受到交流電動(dòng)機(jī)及其它電動(dòng)機(jī)的挑戰(zhàn)，但至今直流電動(dòng)機(jī)仍然是大多數(shù)變速運(yùn)動(dòng)控制和閉環(huán)位置伺服控制首選。因?yàn)樗哂辛己玫木€性特性，優(yōu)異的控制性能，高效率等優(yōu)點(diǎn)。直流調(diào)速仍然是目前最可靠，精度最高的調(diào)速方法。在過去，人們感到自動(dòng)控制理論的研究發(fā)展很快，但是在應(yīng)用方面卻不盡人意。但近年來，現(xiàn)代控制理論在電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究方面卻出現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的興旺景象，這主要?dú)w功于兩方面原因：第一是高性能處理器的應(yīng)用，使得復(fù)雜的運(yùn)算得以實(shí)時(shí)完成。第二是在辨識(shí)，參數(shù)估值以及控制算法魯棒性方面的理論和方法的成熟，使得應(yīng)用現(xiàn)代控制理論能

5、夠取得更好的控制效果。當(dāng)今是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，信息化的電動(dòng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)正在悄悄出現(xiàn)。這種控制系統(tǒng)采用嵌入式控制器，在嵌入式操作系統(tǒng)的軟件平臺(tái)上工作，控制系統(tǒng)自身就具有局域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)的上網(wǎng)功能，這樣就為遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程故障診斷及維護(hù)提供了方便。目前已經(jīng)有人研制成功了基于開放式自由軟件Linux操作系統(tǒng)的數(shù)字式伺服系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是應(yīng)用自動(dòng)控制理論和工程設(shè)計(jì)的方法對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制，設(shè)計(jì)出能夠達(dá)到性能指標(biāo)要求的電力拖動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，通過調(diào)試,并應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真和校正以達(dá)到滿足控制指標(biāo)的目的。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)題目的情況，宜從以下三個(gè)方面分析： 1.直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的

6、工作原理及數(shù)學(xué)模型 2雙閉環(huán)直流調(diào)速的工程設(shè)計(jì) 3應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行仿真和校正 本實(shí)驗(yàn)題目所涉及的調(diào)速方案本質(zhì)上是改變電樞電壓調(diào)速。該調(diào)速方法可以實(shí)現(xiàn)大范圍平滑調(diào)速，是目前直流調(diào)速系統(tǒng)采用的主要調(diào)速方案。但電機(jī)的開環(huán)運(yùn)行性能（靜差率和調(diào)速范圍）遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。按反饋控制原理組成轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)是減小或消除靜態(tài)轉(zhuǎn)速降落的有效途徑。轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)是調(diào)速系統(tǒng)的基本反饋形式?？梢獙?shí)現(xiàn)高精度和高動(dòng)態(tài)性能的控制，不僅要控制速度，同時(shí)還要控制速度的變化率也就是加速度。由電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程可知，加速度與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩成正比關(guān)系，而轉(zhuǎn)矩又與電動(dòng)機(jī)的電流成正比。因而同時(shí)對(duì)速度和電流進(jìn)行控制，成為實(shí)現(xiàn)高動(dòng)

7、態(tài)性能電機(jī)控制系統(tǒng)所必須完成的工作。因而也就有了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。 關(guān)于工程設(shè)計(jì)：直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)是一個(gè)高階系統(tǒng),其設(shè)計(jì)非常復(fù)雜。本設(shè)計(jì)利用準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)準(zhǔn)則對(duì)系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了分析。設(shè)計(jì)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)應(yīng)綜合考慮各方面的因素,按全局最優(yōu)的觀點(diǎn)正確選擇合理的階次。工程設(shè)計(jì)方法的基本思路是先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度；再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，以滿足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。應(yīng)用到雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，先從電流環(huán)入手，按上述原則設(shè)計(jì)好電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)等效環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。2.系統(tǒng)工作原理轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示

8、。系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的給定信號(hào)與反饋信號(hào)的差值輸入到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，ASR的輸出作為轉(zhuǎn)矩的控制信號(hào)，其輸出與電流反饋據(jù)信號(hào)的差值作為ACR的輸入，其輸出通過整流器的觸發(fā)裝置去控制電樞電壓。啟動(dòng)時(shí)，加入給定電壓Un* ，ASR以飽和限幅值輸出，使電動(dòng)機(jī)以限定的最大啟動(dòng)電流加速啟動(dòng)，直到電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速，并在出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，電樞電流下降， 經(jīng)過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的綜合調(diào)節(jié)， 最終使系統(tǒng)穩(wěn)定下來。圖 1轉(zhuǎn)速-電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制的要求有以下三個(gè)方面：(1) 調(diào)速在一定的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，分檔（有級(jí)）地或平滑（無級(jí)）地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；(2) 穩(wěn)速以一定的精度在所需轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)行，在

9、各種可能的干擾下不允許有過大的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量；(3) 加、減速頻繁啟、制動(dòng)的設(shè)備要求盡量快地加、減速以提高生產(chǎn)率；不宜經(jīng)受劇烈速度變化的機(jī)械則要求啟、制動(dòng)盡量平穩(wěn)。為了進(jìn)行定量的分析，可以針對(duì)前兩項(xiàng)要求定義兩個(gè)調(diào)速指標(biāo)，叫做“調(diào)速范圍”和“靜差率”。這兩個(gè)指標(biāo)合稱調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)。(1) 調(diào)速范圍生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)速nmin之比叫做調(diào)速范圍D,即:D=nmaxnmin式中：nmax為電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的最高轉(zhuǎn)速nmin為電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的最高轉(zhuǎn)速(2) 靜差率當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落nnom與理想空載轉(zhuǎn)速

10、n0之比，稱作靜差率s，即轉(zhuǎn)速變化的相對(duì)值：s=nnomn0或用百分?jǐn)?shù)表示：s=nnomn0100%顯然，靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。如果電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性很軟，轉(zhuǎn)速降落大，則靜差率大，表示系統(tǒng)對(duì)轉(zhuǎn)矩變化太敏感，即轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性差。它和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。然而靜差率與機(jī)械特性硬度又是有區(qū)別的。一般調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是相互平行的，對(duì)于同樣硬度的特性，即：nnoma=nnomb；理想空載轉(zhuǎn)速越低時(shí)，靜差率越大，轉(zhuǎn)速的相對(duì)穩(wěn)定度也就越差。由此可知，調(diào)速范圍和靜差率這兩項(xiàng)指不能相互獨(dú)立的調(diào)節(jié)的，必須同時(shí)進(jìn)行考慮才有意義。在調(diào)速

11、過程中，若額定速降相同，則轉(zhuǎn)速越低時(shí)，靜差率越大。如果低速時(shí)的靜差率能滿足設(shè)計(jì)要求，則高速時(shí)的靜差率就更能滿足要求了。因此，調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速進(jìn)所能達(dá)到的數(shù)值為準(zhǔn)。(3)調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中，一般以電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nnom為最高轉(zhuǎn)速，若額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落為nnom，則按照上述分析結(jié)果，該系統(tǒng)的靜差率應(yīng)該是最低速時(shí)的靜差率，即：s=nnomn0min故得：nmin=n0min-nnom=nnoms-nnom=(1-s)nnoms而調(diào)速范圍為：D=nmaxnmin=nnomnmin將nmin的表達(dá)式代入上式，得：D=nnomsnom(1-s)

12、上式表明調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間所應(yīng)滿足的關(guān)系。對(duì)于同一個(gè)調(diào)速系統(tǒng)，它的特性硬度或nnom值是一定的，由上式可得，如果對(duì)靜差率要求越高，即要求s值越小時(shí)，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍也越小。3.仿真模型構(gòu)建和參數(shù)設(shè)計(jì)基于晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)給定數(shù)據(jù)如下：額定電壓 220V， 額定電流55A， 額定轉(zhuǎn)速1000r/min， 電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ce=0.1925 Vmin/r，允許過載倍數(shù)=1.5；晶閘管裝置放大系數(shù)Ks=44；電樞回路總電阻R=0.5 ；電樞時(shí)間常數(shù) T1 =0.017s，勵(lì)磁時(shí)間常數(shù)Tm=0.075s；電流反饋系數(shù)=0.05 V/A( 10V/1.5IN)，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

13、=0.01 Vmin/r（10V/nN）。設(shè)計(jì)要求：穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差；動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電流超調(diào)量i5%， 轉(zhuǎn)速超調(diào)量i20%。3.1電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)為保證穩(wěn)態(tài)電流無差，按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用PI調(diào)節(jié)器。設(shè)整流裝置采用三相橋式電路，平均失控時(shí)間為Ts=0.0017s，取電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.002s，則電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)為Ti=Ts+Ti=0.0037s；電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：i=Tl=0.017s；要求i5%時(shí)，取KITi=0.5，則電流開環(huán)增益KI=0.5Ti=135.1，因此，ACR的比例系數(shù)：Ki=R2KsTlTs+Toi=0.43電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為：WACRS=0.43+25.29

14、3s3.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)由于轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無差，并依據(jù)動(dòng)態(tài)要求，轉(zhuǎn)速環(huán)按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，也采用PI調(diào)節(jié)器。設(shè)轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton=0.01s，轉(zhuǎn)速環(huán)滯后時(shí)間常數(shù)為：Tn=1KI+Ton=0.0174（s）選中評(píng)斷寬度h=5，ASR的超前時(shí)間常數(shù)為：n=hTn=0.087s轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)增益：KN=h+12h2Tn2=396.4s-2則ASR的比例系數(shù)為：Kn=（h+1）CeTm2hRTn=60.1210.19250.075250.011.00.0174=6.02轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為：WACRS=6.02+69.194s在轉(zhuǎn)速-電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)晶閘管整流裝置近似條件、忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流

15、環(huán)影響的條件、電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件以及小時(shí)間常數(shù)環(huán)節(jié)近似處理?xiàng)l件進(jìn)行了校驗(yàn)，校驗(yàn)結(jié)果滿足近似條件。4.仿真結(jié)果與分析4.1面向系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的仿真及結(jié)果分析根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，基于MATLAB的Simulink工具箱以及電力系統(tǒng)工具箱自帶的飽和限幅的PI調(diào)節(jié)器模塊建立系統(tǒng)仿真模型，如圖2所示。圖 2面向動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型當(dāng)給定電壓為10V時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)，0.8s時(shí)突加60%的額定負(fù)載，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和電流相應(yīng)曲線如圖三所示。有曲線可知，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程歷經(jīng)電流上升、恒流升速、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)三個(gè)階段后趨于穩(wěn)定空載轉(zhuǎn)速。啟東市，在ACR的作用下電樞電流接近最大值，電動(dòng)機(jī)

16、轉(zhuǎn)速以準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)準(zhǔn)則開始上升，0.2s時(shí)轉(zhuǎn)速超調(diào)，電流很快下降，0.4s時(shí)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1000r/min；電流超調(diào)量i=4.6%5%、轉(zhuǎn)速超調(diào)量n=16.4%20%，滿足設(shè)計(jì)要求。0.8s時(shí)突加60%的額定負(fù)載，轉(zhuǎn)速先下降后上升并很快穩(wěn)定下來，恢復(fù)到給定值。與此同時(shí)，電流迅速上升到負(fù)載電流。轉(zhuǎn)速最大動(dòng)態(tài)降落為6.5%，恢復(fù)時(shí)間為0.16s，驗(yàn)證了閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗干擾性。圖 3面向動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真系統(tǒng)曲線4.2面向系統(tǒng)電氣原理圖的仿真結(jié)果及分析基于MATLAB的Simulink工具箱以及電力系統(tǒng)工具箱建立系統(tǒng)面向電氣原理圖的仿真模型，如圖4所示。該模型

17、由三相交流電源、三相晶閘管整流橋、同步6脈沖觸發(fā)器、直流電動(dòng)機(jī)、平波電抗器、給定電壓、轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速濾波和轉(zhuǎn)速反饋等環(huán)節(jié)組成，這樣的仿真更接近于實(shí)際系統(tǒng)。圖 4面向電氣原理圖的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型當(dāng)給定電壓為10V時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)，0.8s時(shí)突加60%的額定負(fù)載，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速和電流響應(yīng)曲線如圖5所示。由曲線可知，電動(dòng)機(jī)在空載條件下近似恒流升速，在0.18s左右上升到給定轉(zhuǎn)速并超調(diào)，轉(zhuǎn)速超調(diào)量n=16%20%，經(jīng)過0.2s左右系統(tǒng)轉(zhuǎn)速很快穩(wěn)定下來，滿足設(shè)計(jì)要求。0.8s時(shí)突加60%的額定負(fù)載，轉(zhuǎn)速先下降后上升并很快穩(wěn)定下來，調(diào)節(jié)時(shí)間0.12s左右，最終實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差。圖 5面向電

18、氣原理圖的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真曲線4.3系統(tǒng)性能優(yōu)化通過對(duì)以上仿真分析可知，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)李永樂轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的飽和非線性實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制，但同時(shí)帶來了轉(zhuǎn)速超調(diào)，由此可以分析出轉(zhuǎn)速超調(diào)產(chǎn)生的原因，并通過查閱文獻(xiàn)，提出了解決的方法，進(jìn)而通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。通過查閱文獻(xiàn)可知，抑制轉(zhuǎn)速超調(diào)的方法主要有：轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋、轉(zhuǎn)速積分分離PI控制、轉(zhuǎn)速內(nèi)?？刂埔约爸悄芸刂品椒?。本文以第二種方法進(jìn)行轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制。傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器存在快速性和退飽和超調(diào)大的矛盾，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器若采用積分分離PI控制，當(dāng)系統(tǒng)偏差較大時(shí)，只有比例調(diào)節(jié)器P起作用，使系統(tǒng)具有快速響應(yīng)能力；當(dāng)系統(tǒng)偏差減少到一定程度時(shí)，積分I開始起作用，調(diào)節(jié)器為PI調(diào)節(jié)器。既可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，又能避免較大的退飽和超調(diào)。積分分離PI控制仿真模塊和系統(tǒng)響應(yīng)曲線如圖6和圖7所示。圖 6積分分離PI控制仿真模塊圖 7轉(zhuǎn)