雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真

1、V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真1 設(shè)計(jì)任務(wù)與分析有許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)既能正轉(zhuǎn)， 又能反轉(zhuǎn)， 而且常常還需要快速地起動(dòng)和制動(dòng)， 這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是說，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)是 V-M 雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真，主要包括可逆部分和雙閉環(huán)直流 調(diào)速部分?？赡娌糠挚梢杂蓛山M晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，通過控制電路和觸發(fā)電 路來(lái)實(shí)現(xiàn)整流與逆變的轉(zhuǎn)換。而設(shè)計(jì)要求調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，具有較寬的調(diào) 速范圍（D羽0）,系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作，系統(tǒng)靜特性良好，動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)要求轉(zhuǎn) 速超調(diào)量bV 10%電流超調(diào)量$ v 5%動(dòng)態(tài)速降A(chǔ)n10%調(diào)速系

2、統(tǒng)的過渡過程時(shí)間（調(diào) 節(jié)時(shí)間）tsiQ i!ii圖2-5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速和電流波形(1) 第I階段電流上升的階段(011)當(dāng)突加給定電壓Un*后，Id上升，調(diào)節(jié)器的跟隨作用使各參數(shù)上升，當(dāng)Id小于負(fù)載電流Idl時(shí)，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)Id Idl后，電機(jī)開始起動(dòng)，由于機(jī)電慣性作用，轉(zhuǎn)速 不會(huì)很快增長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR勺輸入偏差電壓的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅 值Um*，強(qiáng)迫電流Id迅速上升。直到Id = Idm，Ui = Uim*電流調(diào)節(jié)器很快就壓制 人的 增長(zhǎng)。在此過程中ASRf艮快進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)，ACF一般不飽和。(2) 第II階段恒流升速階段(t1 12 )在

3、這個(gè)階段中，ASR始終是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，系統(tǒng)成為在恒值電流Uim*給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流 Id恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線性增 長(zhǎng)。同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)E也按線性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量， 為了克服它的擾動(dòng)，Udo和Uc也須按線性增長(zhǎng)，才能保持Id恒定。ACF采用PI調(diào)節(jié)器， 要使其輸出量按線性增長(zhǎng)，其輸入偏差電壓必須維持一定的恒值，即Id應(yīng)略低于Idm。(3) 第III階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段(t2以后)當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR勺輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分 作用還維持在限幅值Um*，所以電機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后

4、，ASR輸入偏差電壓變負(fù)，使它開始退出飽和狀態(tài)，Ui*和J很快下降。只要Id仍大于負(fù)載電流IdL , 轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。直到Id =Idi時(shí)，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)峰值。此后，電動(dòng)機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減速，Id Idi，直到穩(wěn)定。在最后的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段內(nèi)， ASR和ACR都不飽和，ASR起主導(dǎo) 的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，ACR則力圖使Id盡快地跟隨其給定值U，電流內(nèi)環(huán)是一個(gè)電流隨動(dòng)子 系統(tǒng)。綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下三個(gè)特點(diǎn)：飽和非線性控制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于I dm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到 Idm后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電

5、流調(diào)節(jié)器 起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無(wú)靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。2.4系統(tǒng)原理框圖為了實(shí)現(xiàn)配合控制，可將兩組晶閘管裝置的觸發(fā)脈沖零位都定在90,即當(dāng)控制電壓Uc 0時(shí)，使f r 90，此時(shí)Ud0f Ud0r 0，電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)。增大控制電壓 Uc 移相時(shí)，只要使兩組觸發(fā)裝置的控制電壓大小相等符號(hào)相反就可以了。這樣的觸發(fā)控制電 路圖如圖2-6。2%亠主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)的可逆線路，其中：正組晶閘管VF,由GTF控制觸發(fā)，正轉(zhuǎn)時(shí)，VF整流；反轉(zhuǎn)時(shí)，VF逆變。反組晶閘管VR由GTR控制觸發(fā)， 反轉(zhuǎn)時(shí)，VR整流；正轉(zhuǎn)時(shí)，VR逆變?？刂齐娐凡捎玫湫偷霓D(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中：

6、 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASRg制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動(dòng)電流；電流調(diào)節(jié)器 ACF控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角min與最小逆變角 min。3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖3-1所示:圖3-1 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖由于電流檢測(cè)信號(hào)中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需加低通濾波。這樣的濾波傳遞函數(shù)可用一階慣性環(huán)節(jié)來(lái)表示，其濾波時(shí)間常數(shù)Toi按需要選定，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。然而，在抑制交流分量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號(hào)的作用， 為了平衡這個(gè)延遲作用，在給定信號(hào)通道上加入一個(gè)等時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾

7、 波環(huán)節(jié)。由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常 數(shù)用Ton表示，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為Ton的給定濾波環(huán)節(jié)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則是：先內(nèi)環(huán)后外環(huán)。在這里，首先設(shè)計(jì)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)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。3.1 V-M主電路的設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì)晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）主電路原理圖如圖3-2所示。圖中由晶閘管組 成三相全控橋式整流電路，同時(shí)設(shè)有過電壓和過電流保護(hù)電路。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置的控制 電壓Uc來(lái)移動(dòng)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓 Ud,從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。lA.-I0Qi14qa

8、5/SCM總UR/SCRVRPls.AT圖3-2 V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖主電路參數(shù)計(jì)算U d 2.34U 2 cosUd Un 220V，取0oU22.34cos0 0 0.9(11.2)2202.34 0.91.1V114.9V815000.00533V ?min/raxUimUmI dbl1.5In81.5 2870.0186V/A其中系數(shù)0.9為電網(wǎng)波動(dòng)系數(shù)，系數(shù)1-1.2為考慮各種因素的安全系數(shù)，這里取1.1電動(dòng)勢(shì)系數(shù)CeU n 1 N Ra2202870.10.1275V min/rnN1500平波電抗器LU20.69321 d min0.693114.95.548

9、8mH，取 5.5mH。0.05287其中1 d min(5%10%) In，這里取5%Unm3.2電流調(diào)節(jié)器321電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器如圖3-3所示:圖3-3含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器其中U*為電流給定電壓，Id為電流負(fù)反饋電壓，Uc為電力電子變換器的控制電壓電流調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇1. 確定時(shí)間常數(shù)1） 三相橋式電路的平均失控時(shí)間為Ts 0.0017s。2） 電流濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給出，即Toi0.002s3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和Ti Ts Toi0.0037s。2. 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，超調(diào)量i 5%，可按典型I型

10、系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器其傳遞函數(shù)為:電磁時(shí)間常數(shù)TL 0.0055R 0.15WACR（S）0.037 s o心（iS 1）iS檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：+聽1。，參照典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表格，可知各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù):i Tl 0.037s。電流環(huán)開環(huán)增益:要求i5%時(shí)，應(yīng)取KiTi 0.5，因此Ki0.5T些 135.1s 10.0037sACM比例系數(shù)為KiKiKs遲 畑 O.。37。15 1.00840 0.01864. 檢驗(yàn)近似條件電流環(huán)截至頻率:ciKI 135.1

11、s 1機(jī)電時(shí)間常數(shù)初始條件已給出Tm 0.12s。1）晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件1196.1s 13Ts 3 0.0017sci滿足近似條件。2）忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件0.12s 0.037s45s1ci滿足近似條件。3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件13 0.0017s 0.002s1 13TsToi180.8s1ci滿足近似條件。5. 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖3-4，按所用運(yùn)算放大器取R040k ，各電阻和電容值為RKiR01.344 40k53.76k ，取 54k0.0373 F 0.925UF，取 0.92uF40 103Coi 晉證F 0.2UF，取 0.2UF

12、求。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為4.3%5%，滿足設(shè)計(jì)要3.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器331轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器如圖3-4所示:圖3-4含給疋濾波與反饋濾波的 PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器其中Un為轉(zhuǎn)速給定電壓， 的給定電壓。n為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，Ui :調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇1. 確定時(shí)間常數(shù)11） 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)2T i 2 0.0037s 0.0074sKi2） 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)本設(shè)計(jì)初始條件已給，即Ton 0.012s3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)T0.0074s 0.012s 0.0194sKi2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器

13、，其傳遞函數(shù)為wn（s）心(nS 1)n s R( nS 1)CeTm s(T n s 1)2CeTmS (T ns 1)3.計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 h5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為n hT n 50.0194s 0.097s轉(zhuǎn)速開環(huán)增益Knh 12h2T2n5 12 52 0.0194 s2318.8s 2ASR的比例系數(shù)為Kn(h1) CeTm2h RT n(5 1) 0.0186 0.1275 0.12112 5 0.00533 0.15 0.01944.檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率cnKn KK N n1318.8 0.097s 130.9s 11）電流環(huán)傳遞函

14、數(shù)簡(jiǎn)化條件為i1Ki3 總63.7s1cn滿足簡(jiǎn)化條件。2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為Ki13135.10.012S135.37s1cn滿足簡(jiǎn)化條件。5.計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容取R040k ，則KnR011 40 k440k，取 33k6.校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當(dāng)h 5時(shí),調(diào)量。CnCon0.097 廠FRn470 100.206uF，取 1.5uF血1.2UF，R040 1037.6%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。應(yīng)按7.按ASR退飽和重新計(jì)算超調(diào)量取 0.3uFASR退飽和的情況重新計(jì)算超過載倍數(shù)如如1.51dN 1dN17.5 1.5CmaxnN T n0 13270.0099n 2( m)(z) *N

15、 n 2 81.2% 20.13271.16% 8%Cbn Tm15000.365能滿足設(shè)計(jì)要求。3.4轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速的檢測(cè)可把Un接到一個(gè)測(cè)速發(fā)電機(jī)上即可檢測(cè)轉(zhuǎn)速，如圖3-5所示:圖3-5 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路3.5電流檢測(cè)電路設(shè)計(jì)使用霍爾電流傳感器可以檢測(cè)電流，把 Ui接到霍爾傳感器上?；魻栃?yīng)傳感器，可以測(cè)量任意波形的電流和電壓。輸出端能真實(shí)地反映輸入端電流或電壓的波形參數(shù)。如圖3-6所示:4系統(tǒng)建模與仿真4.1傳遞函數(shù)根據(jù)以上的計(jì)算可以寫出各個(gè)部分的傳遞函數(shù)，傳遞函數(shù)如下:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器:Wasr(s)11(0.097s 1)11s 113.40.097s轉(zhuǎn)速濾波:1WTon(s)k0.01

16、2s 1電流調(diào)節(jié)器:1.008(0.037s 1)Wacr(S)1.008s 27.2380.037s電流濾波:Ww(S)1Tois110.002s 1電力變換裝置:Ws (s)Ks s 1400.0017s 1電壓與電流間的傳遞函數(shù):Ws2（S）1/Tls 11/0.156.66670.03s 10.03s 1電流與電動(dòng)勢(shì)之間的傳遞函數(shù):Ws1(s)RTms0.150.12s轉(zhuǎn)速反饋傳遞函數(shù):Wnf(s) 10.005330.012s 1電流反饋傳遞函數(shù):0.01860.002s 14.2雙閉環(huán)建模根據(jù)計(jì)算出來(lái)的傳遞函數(shù)和圖3-1的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)原理框圖，可以在 Simuli nk中建立數(shù)學(xué)模型，

17、進(jìn)行仿真，具體的正啟動(dòng)數(shù)學(xué)仿真模型如圖4-1所示。反啟動(dòng)的數(shù)學(xué)模型和正啟動(dòng)的差別不大，只需要修改它們的仿真輸入信號(hào)和限幅環(huán)節(jié)就可以了。相對(duì)于圖3-1的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)原理框圖而言，加上了一個(gè)限幅環(huán)節(jié)，在仿真中電流調(diào)節(jié)器 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出都需要設(shè)置限幅環(huán)節(jié)，僅選擇限幅元件是不夠的，對(duì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進(jìn)行 特殊處理。模型如圖4-2。圖4-2 限幅環(huán)節(jié)原因是為了接近實(shí)際的物理系統(tǒng)，實(shí)際的限幅環(huán)節(jié)起作用后，PI調(diào)節(jié)器的輸出端的值 也就固定為限幅值，不會(huì)在由積分效應(yīng)不斷增加。對(duì)轉(zhuǎn)速PI調(diào)節(jié)器引入負(fù)反饋，作用是在限幅元件起作用時(shí)使限幅元件輸入輸出相等，輸出不飽和限幅元件不起作用時(shí)，限幅元 件輸出隨輸入積分增加，實(shí)現(xiàn)限

18、幅過程。4.3雙閉環(huán)仿真針對(duì)本設(shè)計(jì)的仿真，應(yīng)用軟件MATLA的Simulink軟件包，Simulink是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 建模，仿真的一個(gè)集成環(huán)境。它使 MATLAB勺功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展。它提供的豐富功能塊， 可以迅速的創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型；實(shí)現(xiàn)了可是換建模，用戶可以通過簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作建立直 觀模型進(jìn)行仿真；實(shí)現(xiàn)了多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。使用MATLAB的Simulinknan 19Mfinn 4 CHI 012?I51H圖4-3正啟動(dòng)轉(zhuǎn)速、電流仿真圖llXlj53母口尸尸Q圖4-4反啟動(dòng)轉(zhuǎn)速、電流仿真圖4.4 仿真波形分析比較圖 2-6 和仿真圖 4-4 可以知道仿真結(jié)果和預(yù)期結(jié)果一樣。 在

19、電動(dòng)機(jī)正啟動(dòng)時(shí)， 系統(tǒng)突加給定電壓Un*后，ASR的輸入偏差數(shù)值很大，輸出電壓保持在限幅值，強(qiáng)迫電樞電流迅速上升，所以可以看到圖 4-3 中電流波形迅速上升， 但是當(dāng)電流小于負(fù)載電流之前， 電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)， 相應(yīng)的轉(zhuǎn)速的波形幾乎 沒有變化；當(dāng)電流上升到大約 Idm 時(shí)，電流調(diào)節(jié)器抑制電流的迅速增長(zhǎng)，可以看到圖中電流下降，ASR進(jìn)入并保持飽和狀態(tài)。 在恒值電流給定下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)使得電流保持在最大電流值，使得轉(zhuǎn)速迅速上升，如圖中所示電流波形直線上升。 當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值后， 轉(zhuǎn)速由于慣性繼續(xù)上升， 如圖中電壓波形 所示，使得反饋電壓為負(fù)值， ASR開始退出飽和，轉(zhuǎn)速得到抑制，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量。相應(yīng)

20、的電流也隨著 迅速下降到額定電流，對(duì)應(yīng)于圖中的轉(zhuǎn)速上升到額定值 1500r/min 后，電流迅速下降到額定電流 287A， 之后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。反啟動(dòng)亦是如此，在此不再一一贅述。4.5 綜合動(dòng)態(tài)性能分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能包括動(dòng)態(tài)跟隨性能和動(dòng)態(tài)抗擾性能。雙閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性 能比轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)有了提高。動(dòng)態(tài)跟隨性能，電流負(fù)反饋能夠?qū)Q內(nèi)的傳遞函數(shù)加以改造，使等效時(shí)間常數(shù)減小， 經(jīng)過電流環(huán)改造后的等效環(huán)節(jié)作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的被控對(duì)象，使得轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)跟隨性能得 到明顯改善。動(dòng)態(tài)抗繞性能?？关?fù)載擾動(dòng)性能：從雙閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，負(fù)載擾動(dòng) 作用在電流環(huán)之后，和單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)一樣，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)

21、節(jié)器來(lái)抑制。但是由于電流環(huán) 改變了環(huán)內(nèi)的傳遞函數(shù)，使得它更有利于轉(zhuǎn)速外環(huán)的控制，因此提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的 抗擾性能?？闺娋W(wǎng)電壓擾動(dòng)：電網(wǎng)電壓擾動(dòng)和負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中的位置 不同，系統(tǒng)相應(yīng)的動(dòng)態(tài)抗擾性能也不同。在雙閉環(huán)中電網(wǎng)電壓擾動(dòng)被包圍在電流環(huán)內(nèi)，當(dāng) 電網(wǎng)的電壓波動(dòng)時(shí)，可以通過電流反饋及時(shí)得到抑制，當(dāng)電網(wǎng)電壓擾動(dòng)上升， Ud0 上升， Id上升，Ui上升，Ui U； Ui上升，Uct下降，Udo下降。所以能有效的提系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng) 電壓擾動(dòng)的抗擾功能。綜上所述，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流內(nèi)環(huán)能夠改造環(huán)內(nèi)的傳遞函數(shù)，使得她更有利于轉(zhuǎn) 速外環(huán)的控制，提高了動(dòng)態(tài)跟隨性能和對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的抗擾性能。內(nèi)

22、環(huán)還可以及時(shí)抑制環(huán)內(nèi) 電網(wǎng)電壓波動(dòng)。5 總結(jié)5.1 設(shè)計(jì)總結(jié)本設(shè)計(jì)對(duì)V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真進(jìn)行了深入研究，此V-M雙閉環(huán)直流可逆調(diào)速系統(tǒng)主要由可逆部分和直流雙閉環(huán)調(diào)速組成。本設(shè)計(jì)的可逆部分采用兩組晶閘 管可控直流裝置反并聯(lián)的可逆線路；直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括雙閉環(huán)直流調(diào)速 系統(tǒng)的基本組成以及其靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性；ASR、ACR（速度、電流調(diào)節(jié)器）為了滿足系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)指標(biāo)在結(jié)構(gòu)上的選取，包括其參數(shù)的計(jì)算；直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立，參 數(shù)的計(jì)算等。首先是總體方案設(shè)計(jì)，根據(jù)題目要求確定可逆部分和直流調(diào)速部分的基本電路，其次 是針對(duì)題目中的已知條件選擇計(jì)算建模中需要的各種參數(shù)。

23、參數(shù)不僅要滿足題目要求還要 有可行性，所以在這次設(shè)計(jì)中對(duì)于此題就計(jì)算了好幾次，在電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè) 計(jì)和參數(shù)選擇時(shí)，每次計(jì)算完參數(shù)都要進(jìn)行檢驗(yàn)近似條件和校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量等，每次計(jì)算 檢驗(yàn)滿足條件之后都要進(jìn)行建模仿真，觀察結(jié)果是否滿足可行，如果效果不好就繼續(xù)改參 數(shù)，剛開始仿真的有余差、轉(zhuǎn)速為負(fù)、和不退飽和現(xiàn)象，后來(lái)經(jīng)過多次修改，得到了理想 的仿真結(jié)果。再次是對(duì)其他電路的具體設(shè)計(jì)，主要包括觸發(fā)電路，保護(hù)電路和控制電路， 經(jīng)過詳細(xì)的設(shè)計(jì)，最后得出了總的電路圖，總電路圖見附錄。5.2 心得體會(huì)通過課程設(shè)計(jì) ，我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)有了更深入的理解。首先對(duì)可逆直流 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)

24、識(shí)，加深了理解，對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的一次很好的應(yīng)用。學(xué)會(huì) 了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能熟練地掌握轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇 和計(jì)算， 在設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上更加認(rèn)識(shí)到直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用之廣泛。 同時(shí)也對(duì) MATLAB 有了更加詳細(xì)的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)課本知識(shí)的進(jìn)一步理解，同時(shí)也加強(qiáng)了我思考和解決問題 的能力。本次的課程設(shè)計(jì)，是對(duì)于電機(jī)拖動(dòng)和自動(dòng)控制的兩種技術(shù)的結(jié)合，通過控制系統(tǒng)中的 各種控制策略實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的自動(dòng)控制，提高電機(jī)的各種動(dòng)靜態(tài)性能。主要是根據(jù)題目給的 已知條件，選擇合適的參數(shù)進(jìn)行電機(jī)的運(yùn)行情況的仿真，觀察雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的各種 性能。由于自己的懶惰，加上條件限制，平時(shí)沒怎么注意培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力，所以動(dòng)手能 力不是很強(qiáng)，課程設(shè)計(jì)強(qiáng)化訓(xùn)練是我們?cè)鰪?qiáng)動(dòng)手能力的好辦法，所以我每次都很重視課程 設(shè)計(jì)和強(qiáng)化訓(xùn)練，每次都認(rèn)認(rèn)真真做出來(lái)，功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過我的認(rèn)真思考，我每次 都能完整的完成任務(wù)，交出滿意的答案。在設(shè)計(jì)過程中，剛開始忘記怎么用 MATLAB件了，后來(lái)我通過認(rèn)真思考，查找資料多次