直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

1、.University of South China電氣傳動技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1實(shí)驗(yàn)名稱直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)學(xué)院名稱電氣工程學(xué)院指導(dǎo)教師班級電力學(xué)號學(xué)生姓名Word 文檔.一預(yù)習(xí)報(bào)告目的： 1 了解并掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路構(gòu)成方法。2 熟悉各典型線性環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)曲線。3 了解參數(shù)變化對典型環(huán)節(jié)動態(tài)性能影響。內(nèi)容 ：1 比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型2 電流環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型3 轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型Word 文檔.二實(shí)驗(yàn)報(bào)告直流電動機(jī)：額定電壓UN=220N, 額定電流IdN =55A, 額定轉(zhuǎn)速nN =1000r/min, 電動機(jī)電動勢系數(shù)Ce=0.192V ·min/

2、r 。假定晶閘管整流裝置 輸出電流可逆，裝置的放大系數(shù)Ks=44, 滯后的時(shí)間常數(shù)Ts=0.00167s 。電樞回路總電阻R=1.0 , 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.00167s,電力拖動系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.075s 。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) =0.01V·min/r 。對應(yīng)額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓 U* =10V 。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中 Ks=40,Ts=0.0017s，Tm =0.18s，Tl=0.03s，Toi =0.002s,Ton =0.01s,R=0,Ce=0.132V ·min/r ，=0.00666V ·min/r, =0.05V·min/r 。一

3、比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)中PI 調(diào)節(jié)器的值為：KP=0.56 ，1/ =11.34Word 文檔.無靜差調(diào)速系統(tǒng)輸出（Scope 圖像 1）輸出波形比例部分（Scope1 圖像 2）對比圖 1和圖 2可以發(fā)現(xiàn)，只應(yīng)用比例控制的話， 系統(tǒng)響應(yīng)速度快，但是靜差率大， 而添加積分環(huán)節(jié)后， 系統(tǒng)既保留了比例環(huán)節(jié)的快速響應(yīng)性，又具有了積分環(huán)節(jié)的無靜差調(diào)速特性，使調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定性相對更高，動態(tài)響應(yīng)速度也快。Word 文檔.當(dāng)取 =0.25 ，1/ =3 時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)的響應(yīng)無超調(diào)，但調(diào)節(jié)時(shí)間很長。如圖無超調(diào)的仿真結(jié)果3當(dāng)=0.8 ，1/ =15 時(shí)，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)的超調(diào)較大，但快速性較好。如圖所示 。W

4、ord 文檔.超調(diào)較大的仿真結(jié)果4控制系統(tǒng)的各項(xiàng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)與參數(shù)KT有關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù) T一定時(shí) ,隨著開環(huán)增益 K的增大，系統(tǒng)的快速性提高，而穩(wěn)定性變差。若要求動態(tài)響應(yīng)快，則把 K取得大一點(diǎn)；若要求超調(diào)小，則把K取得小一點(diǎn)。Word 文檔.二 1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中電流環(huán)系統(tǒng)的pi 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)微1.013+1.013/(0.03*s),KT=0.5 ，曲線為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速環(huán)系統(tǒng)中 PI 調(diào)節(jié)器的傳遞 0.5067+16.89/s,KT=0.25 。曲線為很快的得到電流環(huán)的階躍響應(yīng)的仿真結(jié)果，無超調(diào)，但上升時(shí)間長，Word 文檔.2 當(dāng) KT=1.0，即傳遞函數(shù)為 2.02

5、7+67.567/s, 曲線為超調(diào)大，但上升時(shí)間短。三，1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速環(huán)系統(tǒng)中PI 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為11.7+134.48/s, 負(fù)載電流為 0A,曲線圖如下可以看出， 系統(tǒng)轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定運(yùn)行于給定系統(tǒng)。Word 文檔.2 當(dāng)負(fù)載電流設(shè)置為136A 時(shí)，曲線如圖為啟動時(shí)間延長，退飽和超調(diào)量減少 .3 加入擾動。曲線如下，從轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器使轉(zhuǎn)速 n 跟隨給定電壓 U m 變化，當(dāng)偏差電壓為零時(shí)， 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差。其輸出限幅值決定允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器起動時(shí)保證獲得允許的最大電流， 使系統(tǒng)獲得最大加速度起動。當(dāng)電機(jī)過載甚至于堵轉(zhuǎn)時(shí)， 限制電樞電流的最大而起大快速的安全保護(hù)作用。當(dāng)故障消失時(shí)，系統(tǒng)能夠自動恢復(fù)正常。*Word 文檔.。四 心得體會通過此次試驗(yàn)，使我對MATLAB中的 SIMULINK仿真軟件也有了進(jìn)一步的了解，通過 SIMULINK仿真軟件的仿真功能，可以用圖像化的方法直