实验3 转速,电流双闭环直流调速系统
6页1、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:(
2、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
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