帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真.doc

瀟湘學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目： 帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真專業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 陳敏 初始條件：1技術(shù)數(shù)據(jù) 輸出功率為:7.5Kw 電樞額定電壓220V電樞額定電流 36A 額定勵(lì)磁電流2A額定勵(lì)磁電壓110V 功率因數(shù)0.85電樞電阻0.2歐姆 電樞回路電感100mH電機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù)2S 電樞允許過(guò)載系數(shù)1.5額定轉(zhuǎn)速 1430rpm2技術(shù)指標(biāo) 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無(wú)靜差（靜差率s2%, 調(diào)速范圍 D10 ） 動(dòng)態(tài)指標(biāo)：系統(tǒng)穩(wěn)定要求完成的主要任務(wù): 1技術(shù)要求： (1) 該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)不可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（D10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作 (2) 根據(jù)指標(biāo)要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)，并確定電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)， (3) 系統(tǒng)在5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù) 2設(shè)計(jì)內(nèi)容：(1) 根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖 (2) 根據(jù)帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖, 分析轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流截止負(fù)反饋的作用, (3) 通過(guò)對(duì)調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì), 得到轉(zhuǎn)速和電流的仿真波形，并由仿真波形通過(guò)MATLAB來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)器的參數(shù)調(diào)節(jié)。 (4) 繪制帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖） (5) 整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書 目錄摘要41.閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)構(gòu)成51.1 主電路51.2 原理框圖62帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的分析62.1電流截止負(fù)反饋的提出62.2 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)72.3 帶電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性83 參數(shù)設(shè)計(jì)103.1整體分析103.2穩(wěn)定性參數(shù)計(jì)算和判斷113.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器校正123.3.1 PI調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)123.3.2 調(diào)節(jié)器的選擇133.4 電流截止負(fù)反饋參數(shù)設(shè)計(jì)164. 電流MATLAB仿真174.1 將設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行仿真174.2 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)整185.電氣總圖196.結(jié)束語(yǔ)20參考文獻(xiàn)21摘要為了提高直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能，通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)（主要包括單閉環(huán)、雙閉環(huán)）。而在對(duì)調(diào)速指標(biāo)要求不高的場(chǎng)合，采用單閉環(huán)即可。閉環(huán)系統(tǒng)較之開(kāi)環(huán)系統(tǒng)能自動(dòng)偵測(cè)把輸出信號(hào)的一部分拉回到輸入端，與輸入信號(hào)相比較，其差值作為實(shí)際的輸入信號(hào)；能自動(dòng)調(diào)節(jié)輸入量，能提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在對(duì)調(diào)速系統(tǒng)性能有較高要求的領(lǐng)域常利用直流電動(dòng)機(jī)，但直流電動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性不能夠滿足要求，可利用轉(zhuǎn)速單閉環(huán)提高穩(wěn)態(tài)精度，而采用比例調(diào)節(jié)器的負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)仍是有靜差的，為了消除系統(tǒng)靜差，可采用積分調(diào)節(jié)器代替比例調(diào)節(jié)器。關(guān)鍵詞：直流調(diào)速 單閉環(huán) 穩(wěn)態(tài)精度 比例調(diào)節(jié)帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真1.閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)構(gòu)成1.1 主電路本控制系統(tǒng)采用含電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋主電路結(jié)構(gòu)，其原理圖如圖1所示。圖1 含電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋原理圖圖中的電動(dòng)機(jī)的電樞回路由晶閘管組成的三相橋式整流電路供電，通過(guò)與電動(dòng)機(jī)同軸剛性連接的測(cè)速發(fā)電機(jī)TG檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并經(jīng)轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)分壓后取出合適的轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)，此電壓與轉(zhuǎn)速給定信號(hào)經(jīng)速度調(diào)節(jié)器ASR綜合調(diào)節(jié)，ASR的輸出作為移相觸發(fā)器的控制電壓，由此組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。改變即可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。在本系統(tǒng)中ASR采用比例積分調(diào)節(jié)器，屬于無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。為了防止在起動(dòng)和運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)大的電流沖擊，系統(tǒng)引入了電流截止負(fù)反饋以限止電流不超過(guò)其允許的最大值。1.2 原理框圖將開(kāi)環(huán)系統(tǒng)改為單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，并采用PI調(diào)節(jié)器，就既保證動(dòng)態(tài)性能，又能作到轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差，較好的解決開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的不足，此閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理是：將直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化信號(hào)反饋到觸發(fā)環(huán)節(jié)，來(lái)自動(dòng)增大或減小觸發(fā)角來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)整流輸出電壓Uds，即可達(dá)到穩(wěn)定,其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖與系統(tǒng)原理圖如圖2所示轉(zhuǎn)速反饋Un給定IdRUcUnUnKpKs1/CeUd0n圖2 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)框圖轉(zhuǎn)速單閉環(huán)實(shí)驗(yàn)是將反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，經(jīng)“速度變換”后接到“速度調(diào)節(jié)器”的輸入端，與“給定”的電壓相比較經(jīng)放大后，得到移相控制電壓UCt，用作控制整流橋的“觸發(fā)電路”，觸發(fā)脈沖經(jīng)功放后加到晶閘管的門極和陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸出電壓，這就構(gòu)成了速度負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調(diào)節(jié)器采用P（比例）調(diào)節(jié)對(duì)階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，要想消除上述誤差，則需將調(diào)節(jié)器換成PI(比例積分)調(diào)節(jié)。這時(shí)當(dāng)“給定”恒定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)速度變化起到了抑制作用，當(dāng)電機(jī)負(fù)載或電源電壓波動(dòng)時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。2帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的分析2.1電流截止負(fù)反饋的提出（1）起動(dòng)的沖擊電流-直流電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)時(shí)，如果沒(méi)有限流措施，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對(duì)電機(jī)換向不利，對(duì)過(guò)載能力低的電力電子器件來(lái)說(shuō)，更是不能允許的。（2）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定起動(dòng)的沖擊電流-采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突然加上給定電壓時(shí)，由于慣性，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來(lái)，反饋電壓仍為零，相當(dāng)于偏差電壓，差不多是其穩(wěn)態(tài)工作值的 1+K 倍。這時(shí)，由于放大器和變換器的慣性都很小，電樞電壓一下子就達(dá)到它的最高值，對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于全壓起動(dòng)，當(dāng)然是不允許的。（3）堵轉(zhuǎn)電流-有些生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)的情況。例如，由于故障，機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若無(wú)限流環(huán)節(jié)，硬干下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)允許值。如果只依靠過(guò)流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過(guò)載就跳閘，也會(huì)給正常工作帶來(lái)不便。為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過(guò)大的問(wèn)題，系統(tǒng)中必須有自動(dòng)限制電樞電流的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個(gè)物理量基本不變，就應(yīng)該引入那個(gè)物理量的負(fù)反饋。那么，引入電流負(fù)反饋，應(yīng)該能夠保持電流基本不變，使它不超過(guò)允許值。2.2 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)通過(guò)對(duì)電流負(fù)反饋和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的分析?？紤]到，限流作用只需在起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)讓電流自由地隨著負(fù)載增減，采用電流截止負(fù)反饋的方法，則當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)如圖3和圖4所示 . 圖3 利用獨(dú)立直流電源作比較電壓 圖4 利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓 圖5 封鎖運(yùn)算放大器的電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié) 圖6 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的I/O特性 電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)輸入輸出特性如圖6所示。 圖3中用獨(dú)立的直流電源作為比較電壓，其大小可用電位器調(diào)節(jié)，相當(dāng)于調(diào)節(jié)截止電流。圖4中利用穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓Ubr作比較電壓，線路要簡(jiǎn)單得多，但不能平滑的調(diào)節(jié)截止電流值。圖5是反饋環(huán)節(jié)與運(yùn)放的連接電路。2.3 帶電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖7所示： 圖7 帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)兩段靜特性的方程式：當(dāng)時(shí)，電流負(fù)反饋被截止，靜特性與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋相同 當(dāng)時(shí)，引入電流負(fù)反饋，靜特性變?yōu)椋?靜特性的幾個(gè)特點(diǎn)：（1）電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個(gè)大電阻 KpKsRs ，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，使特性急劇下垂。（2）比較電壓 Ucom 與給定電壓 Un* 的作用一致， 好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高到 （3）兩段式靜特性常稱作下垂特性或挖土機(jī)特性。當(dāng)挖土機(jī)遇到堅(jiān)硬的石塊而過(guò)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)停下，電流也不過(guò)是堵轉(zhuǎn)電流，在式（1）中，令 n = 0，得 一般,因此（4）最大截止電流應(yīng)小于電機(jī)允許的最大電流，一般取 ：Idbl =（1.52.0） IN從調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能上看，希望穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍足夠大，截止電流大于電機(jī)的額定電流，一般取： Idcr （1.11.2）IN（5）調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程如圖8圖9所示 圖8帶電流截止負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 圖9理想的快速啟動(dòng)過(guò)程3 參數(shù)設(shè)計(jì)3.1整體分析本題目要求設(shè)計(jì)帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，為滿足以上技術(shù)要求和性能指標(biāo)的要求，選擇以下方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)：1) 系統(tǒng)要求平滑調(diào)速，可采用調(diào)壓調(diào)速方式。因?yàn)檎{(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)是在保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通為額定值的情況下，將電樞兩端的電壓（電源電壓）降低為不同的值時(shí)，可以獲得與電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性相互平行的人為機(jī)械特性，調(diào)速方向是基速以下，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。只要輸出的電壓是連續(xù)可調(diào)的，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可以達(dá)到很寬。2) 系統(tǒng)靜特性良好，無(wú)靜差。在參數(shù)設(shè)置合理的情況下，帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)本身可以做到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。3) 本設(shè)計(jì)中的電力電子變換裝置采用三相橋式控制的晶閘管整流裝置，應(yīng)用題目要求中給定的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其Rrec=0.5，Ks=40。4) 在帶電流截止負(fù)反饋環(huán)中，截止電流的上限選擇需要根據(jù)電機(jī)的品牌和參數(shù)論證，以保證電機(jī)不至于因電流過(guò)大而燒毀。3.2穩(wěn)定性參數(shù)計(jì)算和判斷為了滿足D=10，s2%，額定負(fù)載時(shí)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為： 根據(jù)，求出系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)： 計(jì)算測(cè)速反饋環(huán)節(jié)的放大系數(shù)和參數(shù)： 設(shè)在額定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)時(shí)的給定電壓為，則須有 故轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)的放大系數(shù)計(jì)算運(yùn)算放大器的放大系數(shù)和參數(shù)：驗(yàn)證系統(tǒng)在此控制器下的穩(wěn)定性：電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) 電力拖動(dòng)機(jī)電時(shí)間常數(shù) 三項(xiàng)橋式整流電路的失控時(shí)間常數(shù) 為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，開(kāi)環(huán)放大系數(shù)應(yīng)滿足按動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，得,而按穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)有，說(shuō)明比例控制閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)性能要求是矛盾的，此系統(tǒng)不穩(wěn)定。3.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器校正3.3.1 PI調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 如圖10所示是PI調(diào)節(jié)器即比例積分調(diào)節(jié)器既結(jié)構(gòu)圖，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)圖10 PI調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖 比例積分調(diào)節(jié)器的控制傳遞函數(shù)為：=/ ，為PI調(diào)節(jié)器的比例放大系數(shù)，= /，為PI調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)。比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。積分調(diào)節(jié)器到穩(wěn)態(tài)時(shí)Un =0，只要?dú)v史上有過(guò)Un ，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行所需要的控制電壓。如圖11為采用PI調(diào)節(jié)器單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正特性 圖11 采用PI調(diào)節(jié)器單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)3.3.2 調(diào)節(jié)器的選擇在設(shè)計(jì)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，常常會(huì)遇到動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)發(fā)生矛盾的情況，這時(shí)，必須設(shè)計(jì)一個(gè)合適的動(dòng)態(tài)校正裝置，用它來(lái)改造系統(tǒng)，使它同時(shí)滿足動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)兩方面要求。動(dòng)態(tài)校正的方法很多，而且對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能夠符合要求的校正方案也不是唯一的。在電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，最常用的是串聯(lián)校正和反饋校正。串聯(lián)校正比較簡(jiǎn)單，也容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)于帶電力電子變換器的直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，由于其傳遞函數(shù)的階次較低，一般采用PID調(diào)節(jié)器的串聯(lián)校正方案就能完成動(dòng)態(tài)校正的任務(wù)。PID調(diào)節(jié)器中有PD、PI和PID三種類型。由于PD調(diào)節(jié)器構(gòu)成的超前校正，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度，并獲得足夠的快速性，但穩(wěn)定精度可能受到影響；由PI調(diào)節(jié)器構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)定精度，卻是以對(duì)快速性的限制來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)穩(wěn)定的。一般調(diào)速系統(tǒng)的要求以動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度為主，對(duì)快速性要求差一些，所以采用PI調(diào)節(jié)器?，F(xiàn)在我們利用PI調(diào)節(jié)器來(lái)校正，原系統(tǒng)的傳遞函數(shù)如下其中， ，由于因此分母中的二次項(xiàng)可以分解成兩個(gè)一次項(xiàng)之積， 編寫Matlab程序如下k=109.46/(0.00167*0.161*0.07);z= ; p=-1/0.0067 -1/0.07 -1/0.161; num,den=zp2tf(z,p,k);bode(num,den);margin(num,den);grid 校正前伯德圖如圖12所示： 圖12 校正前伯德圖由于原始系統(tǒng)不穩(wěn)定，表現(xiàn)為放大系數(shù)K過(guò)大，截止頻率過(guò)高，應(yīng)該設(shè)法把他們壓下來(lái)。因此，把校正環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率設(shè)置在遠(yuǎn)低于原始系統(tǒng)截止頻率處,令,使校正裝置的比例微分項(xiàng)與原始系統(tǒng)中時(shí)間常數(shù)最大慣性環(huán)節(jié)對(duì)消,從而選定。其次，為了使校正后的系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度，它的對(duì)數(shù)幅頻特性應(yīng)以的斜率穿越線，將原始的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性壓低，使校正以后系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻和相頻特性的截止頻率。這樣，在處，應(yīng)有根據(jù)以上兩點(diǎn)，校正環(huán)節(jié)添加部分的對(duì)數(shù)特性就可以確定下來(lái)了：取，為了使，取，在伯德圖上查得相應(yīng)的，因而因?yàn)?，所以 ，于是PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： 最后選擇PI調(diào)節(jié)器的阻容參數(shù)，選取，則，取，取校正后系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為編寫Matlab程序如下：k=372.3/(0.00167*0.54*0.07);z= ;p=-1/0.00167 -1/0.07 0;num,den=zp2tf(z,p,k);bode(num,den);margin(num,den);grid所得伯德圖如圖13所示：圖13 校正后伯德圖由圖13可以看出，校正后系統(tǒng)的幅值裕度和穩(wěn)定裕度都滿足穩(wěn)定的條件，但截至頻率變低，快速性被壓低，顯然這是一個(gè)偏于穩(wěn)定的方案，最終能使系統(tǒng)穩(wěn)定。綜上所述，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的類型和參數(shù)選擇是正確的，即選為PI調(diào)節(jié)器，參數(shù)為，。3.4 電流截止負(fù)反饋參數(shù)設(shè)計(jì)其工作原理如圖3，是利用獨(dú)立的直流電源作為比較電壓，其大小可用電位器調(diào)節(jié)，相當(dāng)于可調(diào)截至（保護(hù)）電流值。當(dāng) 時(shí)，二極管導(dǎo)通，電流截止負(fù)反饋信號(hào)加到放大器上去，從而使晶閘管系統(tǒng)輸出電壓減小，機(jī)械特性呈下垂特性；當(dāng)時(shí)，二極管截止，消失。由所給的技術(shù)參數(shù)值可知，。為了減小所產(chǎn)生的功耗，選擇為，可得。4. 電流MATLAB仿真4.1 將設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行仿真仿真原理框圖如圖14所示：圖14 仿真原理圖電流仿真波形如圖15所示，擾動(dòng)加在2秒時(shí)：圖15 電流仿真波形轉(zhuǎn)速波形如圖16所示：圖16 轉(zhuǎn)速仿真波形在圖15中可以看到電流經(jīng)2秒時(shí)的給定擾動(dòng)后后先波動(dòng)了一下，然后迅速又回到穩(wěn)態(tài)，電流初始輸出值未超過(guò)在26.25A，即1.5In滿足電流截止要求，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定于1500r/min。4.2 調(diào)節(jié)器參數(shù)調(diào)整 在控制系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)節(jié)器是為了改變系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能。在采用了PI調(diào)節(jié)器后，構(gòu)成的是無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)，改變比例系數(shù)和積分系數(shù)，可得到振蕩、有靜差、無(wú)靜差、超調(diào)大、啟動(dòng)快等不同轉(zhuǎn)速曲線。如圖15,16的調(diào)節(jié)其參數(shù)是Kp=0.294, =0.54，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速響應(yīng)無(wú)超調(diào)，但調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)。若改為Kp=0.8, =0.06,則波形如圖17所示，可見(jiàn)系統(tǒng)響應(yīng)的超調(diào)較大，有擾動(dòng)，但是啟動(dòng)快速性好。圖17 調(diào)節(jié)參數(shù)后轉(zhuǎn)速波形5.電氣總圖帶電流截止負(fù)反饋轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖如圖18所示：圖18 電氣總圖6.結(jié)束語(yǔ)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多東西。我鞏固了軟件MATLAB的運(yùn)用,對(duì)一些理論知識(shí)的實(shí)際運(yùn)用有了更深的理解，特別是晶閘管、變壓器等元件的綜合運(yùn)用。我鍛煉了獨(dú)立思考的能力,對(duì)電拖的基礎(chǔ)知識(shí)和綜合運(yùn)用有了深層的理解，尤其是對(duì)