双闭环直流调速仿真系统的设计与实现

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1、第26卷第3期山西大同大学学报(自然科学版)Vo1．26．No．32010年6月JournalofShanxiDatongUniversity(NaturalScience)Jun．20l0文章编号：1674—0874(2010)03—0070—05双闭环直流调速仿真系统的设计与实现赵利(山西大同大学工学院，山西大同037003)摘要：面向电气原理结构图仿真方法无需编程且不需推导系统的动态数学模型，系统的建模过程接近实际系统的搭建过程，仿真结果的可信度很高．本文以工程上用的最多的双闭环直流调速系统为例，详细介绍系统建模过程、元器件参数设置及

2、建模注意的问题，并对仿真结果进行分析．掌握该方法，有助于自动化专业学生对所学理论的理解，提高其实践动手能力，对今后的课程设计和毕业设计具有重要指导意义．关键词：电气原理结构图双闭环直流调速系统建模MATLAB仿真中图分类号：TPI5文献标识码：A“运动控制系统”是自动化专业一门专业主干信度很高．课程，该课程的要点是：从实际出发，深入地进行面向电气原理结构网的仿真方法如下：首先以理论分析，应用理论解决运动控制中的实际问题，凋速系统的电气原理结构图为基础，弄清楚系统的以计算机仿真等实验手段验证理论分析结果，提构成，从PowerSystem和Si

3、mulink模块库中找出对高学生分析问题和解决问题的能力．因此，“运动应的模块，按系统的结构进行建模；然后对系统中控制系统”是培养自动化专业学生理论联系实际的的各个环节进行元件参数设置，在完成各环节的参关键课程．数设置后，进行仿真参数的设置；最后对系统进行工程上用的最多的典型Ⅱ型系统是运动控制系仿实验，并进行仿真结果分析．为了使系统得到统的基础，所以掌握双闭环直流调速系统的设计及好的性能，通常要根据仿真结果来对系统的各个环其计算机仿真方法，对后续的课程设计和毕业设计节进行参数的优化调整．具有重要的指导意义．按照这一步骤，本文将采用面向系统电

4、气结构目前，使用MATLAB对控制系统进行计算机仿图的仿真方法，对典型的双闭环直流调速系统进行真的主要方法是以控制系统的传递函数为基础，使仿真研究．用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿1系统的建模和模型参数的设置真研究．本文提出一种面向控制系统电气原理结构图，即使用PowerSystemT具箱进行调速系统仿真双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速的新方法．分别由两个调节器控制，主电路采用三相桥式全在MATLAB5．2以上的版本中新增了一个电力控整流电路供电．速度调节器ASR、电流调节器系统PowerSystem)_T．具箱

5、(本文使用MATLAB6．5版ACR均设有限幅电路，ASR的输出作为ACR本1，该工具箱与控制系统r具箱有所不同，用户不的给定，利用ASR的输出限幅u起限制启动电需自己编程且不需推导系统的动态数学模型，只需流的作用；ACR的输出作为触发器的移相控制要从工具箱的元件库中复制所需要的电气元件，按电压．双闭环直流调速系统的电气原理结构图如电气系统的结构进行连接，系统的建模过程接近实罔l所示．际系统的搭建过程，且元件库中的电气元件能较全系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建面地反映相应实际元件的电气特性，仿真结果的可模两部分．收稿日期：2010—

6、04—12基金项目：山西大同大学科学研究项2008】作者简介：赵利(1968一)，男，山西天镇人，硕士，副教授，研究方向：电力传动与运动控制．2010年赵利：双闭环直流调速仿真系统的设计与实现ASR一转速调节器；ACR一电流调节器；rG一测速发电机；TA一电流互感器；UPE一电力电子变换器图1双闭环直流调速系统的电气原理结构图1．1主电路的建模和参数设置将模块标签分别改为A相、B相、c相；然后从连由图1可见，双闭环直流调速系统的主电路由接器模块组(Connectors)中选取“Ground”元件和“Bus三相对称交流电源、晶闸管整流桥、平波

7、电抗器、Bar”元件，将三相电源接成星形连接方式．直流电动机等部分组成．由于同步脉冲触发器与晶为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一法及参数设置如下：个组合体来讨论，所以将触发器归到主电路进行双击A相交流电压源图标，打开电压源参数设建模．9●●j]__o置对话框，A相交流电源参数设置：幅值取220V、+一初相位设置成0。、频率为50Hz、其它为默认值，如图3所示．B、C相交流电源参数设置方法与A相相同，除了将初相设置成互差120。外，其它参数与A相相同．由此可得到三相对称交流电源．采用上述原则，可

8、分别对晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等各部分进行建模和参数设置．图2电力系统工具箱以三相对称交流电压源为例，说明主电路各部分的建模和参数设置方法．图3A相电源参数设置首先打