【《结合转速、电流双闭环直流调速系统模型建立与实现仿真分析案例》1900字】

结合转速、电流双闭环直流调速系统模型建立与实现仿真分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u22911结合转速、电流双闭环直流调速系统模型建立与实现仿真分析案例 仿真结果与分析2.1电流环仿真结果与分析完成设置好每个元器件模块的参数并连接后，左键单击上方工具栏的仿真按钮进行仿真得到图形。当PI调节器中取0.09183，取8.0341情况下，仿真结果参考图4-1所示。图4-1参数为0.09183、8.0341时电流环仿真结果不难发现，电流的超调量低于5%，满足本设计标准。在直流电机稳流升压情况下，电流值将不超过1.1A，主要是因为电流调节系统与电机反电动势扰动密切相关。若PI调节器中取值0.045915，取2.01705情况下，仿真结果参考图4-2所示。图4-2参数为0.045915、2.01705时电流环仿真结果当PI调节器中取0.18366，取16.0682时，仿真结果如图4-3所示。图4-3参数为0.18366、16.0682时电流环仿真结果从图4-2中不难发现，此时输出不会有超调量出现，然而上升时间长；图4-3则是为超调量较大的仿真结果，超调大，但上升时间短。2.2转速环仿真结果与分析空载启动时，电枢电流与转速的仿真波形在图3-3转速环仿真模型图中，设定step模块阶跃初始时间、阶跃时间、阶跃初始值和阶跃值全是0，即令双闭环直流调速系统初始条件为空载启动。仿真波形图如下：图4-4转速环空载启动波形图空载起动时，在电流增加过程，电流将会快速升到最高水平，转速提升过程较为缓慢；在稳定电流提速过程，因为转速调节器处于饱和状态，那么输出电流将是最大值，电流调节器将会维持电流处于恒定范围，基本是保持1.21A水平，进而带动电机加速；电机速度稳定后，将会进入转速调节过程。因为电枢电流超过负载电流，电机转速将会出现超调情况，ASR不再保持饱和状态，恢复调节能力，经过一段时间，电机运行在给定转速，电枢电流约等于0。需要说明的是，仿真波形中出现了电流为负的情况，由于晶闸管的单向导电性，在实际系统中是不可能出现这样的情况的，因此仿真模型在这里还不是很能精确地模拟实际系统，需要进一步的进行优化。额定负载启动时，电流与转速的波形在转速环仿真模型图中，设定step模块阶跃初始时间和阶跃时间均是0，阶跃初始值和阶跃值则是10，即令双闭环直流调速系统初始条件为满载启动。仿真波形图如下：图4-5转速环满载启动波形图带额定负载起动时，由于电枢电流只是略大于负载电流，所以电机的加速度小，起动减慢；由于加速度较小，所以起动产生的超调量非常小。其余的过程与空载起动相同。从图4-4和图4-5可以看出，无论负载是空载还是满载时启动，直流电动机转速均很快到达1600r/min附近并保持稳定，这说明双闭环直流调速系统设计合理。转速环抗扰性能波形图设定step模块阶跃初始时间是0，阶跃时间是2，阶跃初始值是10，阶跃值为5，即令双闭环直流调速系统初始条件为满载启动，但在3s时刻系统受到扰动。仿真波形图如下：图4-6转速环满载启动时遇到干扰当电机空载稳态运行于额定转速后，突加给定负载，其转速波动非常小，抗扰性满足要求。对以上三图分析：此双闭环直流调速系统在空载时比满载更快速启动，能够确保电流快速上升至稳定值，进而维持在较低水平，从而完成系统启动工作，将会达到恒速状态。并且此系统具有抗扰作用，可以使转速维持在给定值。2.3设计结论由仿真结果可知，空载起动到额定转速过程中，电流超调量5%，转速超调量2.2%<5%，上升时间0.77s，调整时间0.8s。通过工程设计法设计出来的电流调节器参数和转速调节器参数，能够使该直流调速系统具有令人满意的指标。本文结合转速、电流双闭环直流调速系统来实现工程设计的要求，有助于明确转速与电流调节器相应参数，再将其直接输入到Matlab/Simulink软件来建造相应的仿真模型，对其正确性进行检验，对阶跃扰动响