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机电控制系统分析与设计课程大作业之一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真1 计算电流和转速反馈系数=Uim*Idm=10V4A=1.25=Unm*n=10500=0.02Vmin/r2 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果根据设计的一般原则“先内环后外环”，从内环开始，逐步向外扩展。在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。电流调节器设计分为以下几个步骤：a 电流环结构图的简化1） 忽略反电动势的动态影响在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即DE0。这时，电流环如下图所示。2） 等效成单位负反馈系统如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成U*i(s) /b ，则电流环便等效成单位负反馈系统。 3） 小惯性环节近似处理由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为 Ti = Ts + Toi 简化的近似条件为 电流环结构图最终简化成图。 b 电流调节器结构的选择1) 典型系统的选择：从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I型系统2) 电流调节器选择 电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成典型 I 型系统，显然应采用PI型的电流调节器，其传递函数可以写成 Ki 电流调节器的比例系数；ti 电流调节器的超前时间常数3) 校正后电流环的结构和特性 为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择则电流环的动态结构图便成为图a所示的典型形式，其中 a) 动态结构图:b) 开环对数幅频特性c. 电流调节器的参数计算 电流调节器的参数有：Ki 和 ti， 其中 ti 已选定，剩下的只有比例系数 Ki， 可根据所需要的动态性能指标选取。1) 参数选择 在一般情况下，希望电流超调量si 5%，由第二章可选 x =0.707，KI TSi =0.5，则PWM功率变换器的开关频率为f=10KHz，故其时间常数Ts=0.1ms将已知数据代入公式中，得Ti=Ts+Toi=0.1+0.2=0.3msKI=ci=12Ti=120.3KHz=1.67KHzIdL时，电机开始转动，在本仿真中，是空载启动，故电流IdL=0，即初始时刻，电机就开始转动。当电流达到限幅值时，由于滞后延时的原因，Id会有小范围的超调，在限幅的作用下，趋于一条直线，但是，转速n未达到额定转速n*，故在反馈调节的作用下，直线部分的电流Id略小于Idm，转速直线上升。当转速达到额定转速后，电
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