基于malab的直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測定

基于malab的直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)測定

0.非標(biāo)電機(jī)配套直流電機(jī)具有廣闊的速度和高速增長的特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。各高校自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室里一般都有電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用非標(biāo)電機(jī)配套，所以參數(shù)不準(zhǔn)確，故按工程設(shè)計(jì)參數(shù)后并不能獲得理想性能。本文在實(shí)驗(yàn)臺(tái)測得現(xiàn)場數(shù)據(jù)，應(yīng)用Matlab中的simulink軟件建立直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，對系統(tǒng)的跟隨性能以及抗擾性能進(jìn)行了分析，作為實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)，而不必對實(shí)物模型進(jìn)行反復(fù)拆裝調(diào)試，得到比較滿意的動(dòng)態(tài)性能。1.節(jié)轉(zhuǎn)速和電流為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者之間實(shí)行嵌套聯(lián)接，如圖1。在結(jié)構(gòu)上，電流環(huán)作為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)作為外環(huán)，形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)特性，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器。2.晶閘管直流溫度測定實(shí)驗(yàn)條件已知實(shí)驗(yàn)室電動(dòng)機(jī)名牌參數(shù)為PN=185W,UN=220V,IN=1.1A,nN=1500r/min。為了滿足設(shè)計(jì)所需的其他參數(shù)，需要對晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)和基本環(huán)節(jié)進(jìn)行測定。參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)原理及線路圖參見文獻(xiàn)。所測參數(shù)如表1所示。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計(jì)算如下：⑴晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路電阻R=50Ω⑵系統(tǒng)主電路電感L=1.73H⑶直流電動(dòng)機(jī)的飛輪慣量GD2=0.078Nm2⑷直流電動(dòng)機(jī)電勢常數(shù)Ce=0.155V/rpm轉(zhuǎn)矩常數(shù)CM=1.48N.m/A⑸系統(tǒng)電磁時(shí)間常數(shù)⑺J晶閘管觸發(fā)及整流裝置放大倍數(shù)3.參數(shù)設(shè)計(jì)3.1工程最佳參數(shù)的確定首先考慮應(yīng)把電流環(huán)校正成哪一類典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求看，希望電流無靜差，已得到理想堵轉(zhuǎn)特性，采用I型系統(tǒng)即可滿足要求。從動(dòng)態(tài)要求看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大超調(diào)，以保證電路在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值。而對電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要因素。因此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性為主，選用典型I型系統(tǒng)，電流調(diào)節(jié)器選用PI型，其傳遞函數(shù)寫成。取工程最佳參數(shù)KT=0.5。ACR的參數(shù)為τi=0.03,Ki=6.433.2pi控制器的性能為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成典型Ⅱ型系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR也應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為按跟隨和抗擾性能都較好原則，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為τn=hT∑n=5×0.0174=0.087s。ASR的比例系數(shù)為Kn=15.36。4.假定15m4.1基于sim選型Simulink是MATLAB的一個(gè)用來進(jìn)行動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、建模和分析的軟件包，simulink為用戶提供了使用系統(tǒng)模型框圖進(jìn)行組態(tài)的仿真平臺(tái)，只需根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，從simulink模塊庫中選取適合的模塊組合在一起，并根據(jù)求得的參數(shù)設(shè)置好各模塊參數(shù)即可進(jìn)行仿真（如圖2）。4.2模擬結(jié)果分析運(yùn)行Simulink仿真模型，得出電流與轉(zhuǎn)速仿真曲線如圖3所示。從仿真結(jié)果可以看出，它接近于理論分析的波形。負(fù)載擾動(dòng)下雙閉環(huán)傳動(dòng)工況分析給定U*n=0，在Idl處加階躍信號(hào)，得到雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載擾動(dòng)的情況下電流、轉(zhuǎn)速的曲線如圖4所示。仿真結(jié)果表明由負(fù)載擾動(dòng)引起的輸出變化得到快速調(diào)節(jié)。5.動(dòng)態(tài)測試方法在雙閉環(huán)控制和抗擾力的設(shè)計(jì)中的應(yīng)用本文通過建立直流電機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，針對學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的直流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用工程方法來設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，設(shè)計(jì)中選擇合適的調(diào)節(jié)器類型，給出了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖并進(jìn)行了仿真和抗擾分析。雙閉環(huán)調(diào)速系