双闭环直流调速系统
的设计及其仿真
班级：自动化
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目录
1 前言?????????????????????????3 1.1 课题研究的意义??????????????????????3
1.2 课题研究的背景??????????????????????3
2 总体设计方案??????????????????????
3 2.1 MATLAB 仿真软件介绍???????????????????3 2.2 设计目标?????????????????????????
4 2.3 系统理论设计??????????????????????
5 2.4 仿真实验????????????????????????9
2.5 仿真结果???????????????????????10
3 结论???????????????????????12
4 参考文献???????????????????????13
1 前言
1.1 课题研究的意义
现代运动控制技术以各类电动机为控制对象，以计算机和其他电子装置为控制手段，以电力
电子装置为弱电控制强电的纽带，以自动控制理论和信息处理理论为基础，以计算机数字仿真和计算机辅助设计为研究和开发的工具。直调调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。就目前而言，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。且直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。所以加深直流电机控制原理理解有很重要的意义[1]。
1.2 课题研究的背景
电力电子技术是电机控制技术发展的最重要的助推器, 电力电机技术的迅猛发展
设计一个双闭环直流调速系统，利用晶闸管供电，整流装置采用三相桥式电路，调
速范围 D=10，要求: 静差率；稳态无静差，电流超调量
直流电动机数据：
额定功率： 29.92KW ，额定电压： 220V ，额定电流： 136A ，
额定转速： 1460r/m ， 允许过载倍数： 晶闸管装置放大系数： 电枢回路总电阻： 时间常数： 机电时间常数： 电磁时间常数 :
电流反馈系数：
转速反馈系数：
转速反馈滤波时间常数： ，
h=5
2.3 系统理论设计：
在双闭环系统中应该首先设计电流调节器， 然后把整个电流环看作转速调节系统中 的一个内环节，再设计转速调节器。这样的系统能够实现良好的静态和稳态性能，结构 简单，工作可靠，设计和调试方便，达到本课程设计的要求。
，电流脉动系数
启动到额定转速时的转速退饱和超调量
[1] [3]
。
图1 双闭环直流调速系统的动态结构图2.3.1 电流调节器设计
(1) 确定时间常数
整流装置滞后时间常数：三相电路的平均失控时间
=0.0017s 电流滤波时间常数：=0.002s 电流环小时间常数之和：按小时间常数近似处理，取为：=
0.0037s
(2) 选择电流调节器结构
，并保证稳态电流无差，可按典型 I 型系统设计电流调节器
电流环控制对象是双惯性型的，因此可用 PI 电流调节器，它的传递函数为：
检查对电源电压的抗扰性能：
符合典型 I 型系统动态抗扰性能，并且各项性能指标都是可以接受的
(3) 计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数：
于是， ACR 的比例系统为：
(4) 检验近似条件
电流环截至频率：
校验晶闸管整流装置传递函数近似的条件为：
根据设计要求
电流环开环增益：要求
时，按表 1，应取 ，因此：