电力拖动实验

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1、滨江学院电机与拖动控制综合实验报告题目转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真院系滨江学院自动控制系专业电气工程与自动化班级10电气3班小组成员20102340913胡铖铖（搜集资料）20102340929徐晓娜（整理论文）20102340934叶春云（绘20102340936张艳（计算指导教师曹永娟二0—三年十月十日目录一•引言4二.转速电流双闭环控制的直流调速系统的原理42.1系统俎成42.2基本原理62.3系统组成及基本参数72.4电流调节器设计72.5转速调节器设计8三••傭搬83.1仿真结构图83.2设定模型仿真参数93.3具体步骤93.4所用元器件及参数设置1()3.5仿真结果16P4

2、.仿真分析16结17六•参考文献18转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真摘要：本文主要分析了直流调速转速电流双闭环控制系统在使用Matlab软件的帮助下的工作过程，了解转速调节器和电流调节器对速度控制而产生输出限幅与转速超调的问题，并给出相应的解决方案。建立了直流电机转速和电流双闭环控制的调速系统模型，在Matlab软件中设置参数，仿真算法和时间，从而运行出仿真模型的波形图，得出系统的动态特性和静态特性。关键词：双闭环控制的直流调速系统、调节器、Matlab一、引言直流调速是现代电力电子拖动自动控制系统中发展较早的技术，尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术技术越趋成熟，以及交流电动机的经济

3、性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速调速系统以其优的调速性能仍有广阔的市场，并且建立泎反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。而直流调速系统具有调速广泛、方便、性能好、稳定性好和精度高的特点，在实际的生活中得到广泛的应用。开环直流调速系统本身存在缺陷而不能满足实际生产过程中的要求，在应用中多用传统的PTD控制技术来满足需求，但传统PTD控制技术又受电动机负载、转速等等因素的影响，难以满足现代对精确度的要求，所以将模糊控制与传统的PID控制结合可以起到满意的控制效果，在此基础上提出自调整因子汉模糊控制器，根裾控制的误差值，通过适当的调节规则来调整一些控制

4、参数伉，从而用于岛精度直流调速系统屮，具有响应快、超速小，对系统参数及结构变化适应性强的优点。实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持力最大值的恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程屮只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，乂希望只要转速负反馈，不要电流负反馈发挥主作用，因此需采用双闭环直流调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同的阶段。在当今社会，仿真技术已经成力分析、研宂各种系统尤其是复杂系统的重要工具，采用工程设

5、计方法对双闭环系统进行合理的设计，并选择了转速调节器，电流调节器以及对它进行参数的计算，分析，得出了系统的的稳态以及动态结构图，并由此建立起了基于跟随性和抗干扰性的Matlab的仿真模型。S后分析了仿真波形，并进行了合理的调试，规划结构，反复试凑以解决系统的稳、准、快和抗干扰等各方而的矛盾，达到建立更简便实用的工程没计方法的可能！二、转速电流双闭环控制的直流调速系统的原理2.1系统的组成转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。采用pi调节的单个转速闭环调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是对系统的动态性能要求较高的系统，单闭环系统就难以满足需要了。为

6、了实现在允许条件下的最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程。按照反馈控制规律，采用某个物理量的负反馈就可以保持该量基本不变，那么，采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程。所以，我们希望达到的控制：启动过程只有电流负反馈，没有转速负反馈：达到稳态转速后只有转速负反馈，不让电流负反馈发挥作川。故而采川转速和电流两个调节器來组成系统。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可以在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套(或称串级)联接，如图1所示。图中ASR为转速调节器，ACK为电流调节器，TG表示测速发电机，TA表示电流互感器。

7、把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再把电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPEo从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速换在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。1、转速调节器(ASR)LSF2、电流调节器(ACR)ACRu.Ro/2Ro/2，從丁叹脉p1供1加「f■^=1—1MA—s1M'♦■lSv图2.2电流调节器(ACR)Ucx2.2基本原理为了获得良好的静、动态性