实验3 转速,电流双闭环直流调速系统

实验3 转速、电流双闭环直流调速系统仿真一、实验目的1、掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本原理2、掌握运用MATLABSimulink仿真软件建立转速、电流双闭环直流调速系统的仿真数学模型，并具有一定的数据分析能力。二、实验原理及步骤1、被控对象原始数据（课本例2-1，2-2）（1）直流电机数据：，允许过载倍数；（2）三相晶闸管整流装置：，（3）电枢回路总电阻；电枢回路电磁时间常数；机电时间常数；转速反馈系数；电流反馈系数；电流滤波时间常数；转速滤波时间常数；对应额定转速时的给定电压。2、电流环的仿真分析（1）电流环的数学模型如下（2）仿真模型的建立注意：建立模型时，忽略负载电流，即认为电机空载运行。（3）参数设置（1）先设置被控对象参数，见原始数据。（2）PI调节器中，；积分器有限幅作用，上限为10，下限为-10；整个PI调节器输出也有限幅作用，因此加一个限幅器Saturation，上限为10，下限为-10，见下图。（3）给定信号为阶跃信号，阶跃时间为0，初始值为0，终值为10。（即转速调节器饱和，电流达到最大值）（4）仿真时间设为0.05秒。（5）仿真结果见下图。由上图可知：（a）此时转速调节器饱和，电流输出达到最大值，约为195A，（额定值为136A），此时相当于转速的加速度最大，速度上升最快。（b）电流超调量约为5%，满足要求。3、双闭环的仿真分析（1）转速电流双闭环系统数学模型如下（2）仿真模型的建立（3）参数设置：（1）先设置被控对象参数，具体数据见原始数据。（2）转速给定环节为阶跃信号，阶跃时间0，初始值0，终值10；（3）转速PI调节器参数： ，。积分器有限幅作用，上限为10，下限为-10；整个转速调节器输出也有限幅作用，因此加一个限幅器Saturation，上限为10，下限为-10。（4）电流调节器参数与电流环的仿真参数一样。（5）用一个阶跃信号给系统加额定负载，阶跃时间1，初始值0，终值136（额定负载电流）（6）仿真时间为1.5秒。仿真结果见下图。由上图可知：（a）起动时，电流迅速达到最大值，约为200A，此时电机的转速以最大加速度快速上升。（b）大约在0.35秒处，转速达到给定值，电流下降，经过一定震荡后，转速达到额定值1460r/min，此时因为空载运行，电流降低为0。（c）1秒时，突加负载，转速和电流发生波动，达到稳态后，转速有基本回到原来状态（基本无静差），电流与实际负载电流相等。三、实验心得