双闭环直流系统仿真.doc

控制系统仿真班级 自动化071 姓名 朱君 学号 200706070130 日期 2010-5-13 双闭环直流系统仿真转速、电流双闭环直流调速系统结构 ASR-转速调节器 ACR-电流调节器 TG-测速发电机 TA-电压互感器 UPE-电力电子变换器题目： 有一转速，电流双闭环环直流调速系统，主电路采用三相桥式整流电路，基本数据如下：直流电动机：220V,140A，1500r/min，Ce=0.138Vmin/r，允许过载倍数=1.2;晶体管装置放大系数Ks=40;电枢回路总电阻R=0.25;时间常数Tl=0.03s,Tm=0.15s;电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s,转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s,设计调节器输入输出电压Unm*=Uim*Unm=10V,调节器输入电阻Ro=40K。设计要求：稳态无静差，要求电流超调量小于等于5; 空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于10，=0.008V.min/r =0.045V/A设计电流调节器1. 确定时间常数1） 整流装置滞后时间常数Ts。按表，三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。2） 电流滤波时间常数Toi。三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms,为了基本滤平波关，应有（12）Toi=3.3ms,因此取Toi=2ms=0.002s。3） 电流环小时间常数之和Ti。按小时间常数近似处理，取Ti=Ts+Toi=0.0037s2. 根据题目要求电流调节结构可选用PI调节器3. 计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数：i=Tl=0.03s。电流环开环增益：要求i=5时，取KiTi=0.5,因此Ki=135.1/s 于是，ACR的比例系数为 Ki=1.0134. 校验近似条件电流环截止频率：ci=KI=135.1/s(1) 晶闸管整流装置传递的近似条件=196.1/s 满足近似条件。(2) 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件=44.72 /s 满足近似条件。(3) 电流环小时间常数近似处理条件 =180.8/s 满足近似条件。设计速度调节环1.确定时间常数(1)电流环等效时间常数1/KI,1/KI=2*0.0037 s=0.0074s(2)转速滤波时间常数Ton=0.02 s。(3)转速环小时间常数=0.0074s+0.01 s=0.0274s2.选择电流调节器结构 根据设计要求，采用PI结构。3. 计算转速调节器参数 为保证稳态无静差，选定h=5，则转速调节器的超前时间常数为on=5*0.0274S=0.137S 转速开环增益=159.8 转速调节器的比例系数=4.534.校验近似条件转速环截止频率=21.9(1) 电流环传递函数简化条件为=63.7 满足简化条件。(2) 转速环小时间常数近似处理条件=27.4 满足近似条件。5. 核实超调量当h=5,由查表得Cmax/Cb=81.2%n=2*81.2%*1.2*140*0.25/(0.138*1500)*0.0274/0.15=6.01%10%满足设计要求。仿真图以上参数电流超调有点大 改变ACR 传递函数为 0.45+15.88/s得到的仿真结果所得结果 电流超调较好 波形较好系统能