含配合滤波与反馈滤波的pi型电流调节器推导公式

双闭环直流调速系统设计一、系统组成与数学建模1）系统组成为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。

二者之间实行嵌套（或称串级）联接如下图所示。

L+-图中，把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。

从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。

这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用P I 调节器，这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于下图。

图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压U c为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。

2）数学建模图中W ASR(s)和W ACR(s)分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。

如果采用PI调节器，则有ss K s W i i iACR 1)(ττ+= ss K s W n n nASR 1)(ττ+=二、 设计方法采用工程设计法 1、设计方法的原则： （1）概念清楚、易懂； （2）计算公式简明、好记；双闭环直流调速系统的动态结构图（3）不仅给出参数计算的公式，而且指明参数调整的方向； （4）能考虑饱和非线性控制的情况，同样给出简单的计算公式； （5）适用于各种可以简化成典型系统的反馈控制系统。

2、工程设计方法的基本思路:（1）选择调节器结构,使系统典型化并满足稳定和稳态精度。

（2）设计调节器的参数，以满足动态性能指标的要求。

一般来说，许多控制系统的开环传递函数都可表示为∏∏==++=n1i irm1j j )1()1()(s T ss K s W τ上式中，分母中的 sr 项表示该系统在原点处有 r 重极点，或者说，系统含有 r 个积分环节。

根据 r=0，1，2，……等不同数值，分别称作0型、I 型、Ⅱ型、……系统。

运动控制系统课程设计设计名称双闭环直流调速系统专业班级自动化10—3学号**********姓名王韶雨指导教师李铁鹰运动控制系统课程设计设计名称双闭环直流调速系统专业班级自动化10—3学号**********姓名张浩宇指导教师李铁鹰目录一、设计任务 (2)1、设计对象参数 (2)2、性能指标 (2)3、课程设计的主要内容和要求 (2)3.1电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计 (2)3.2控制电路的设计 (2)二、电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计 (3)1、整流电路和整流器件的选择 (3)2、整流变压器参数的计算 (3)3、整流器件的保护 (4)4、平波电抗器参数的计算 (4)5、触发电路的选择 (4)三、直流双闭环调速系统原理图设计 (5)1系统的组成 (5)2系统的电路原理图 (6)3直流双闭环调速系统调节器设计 (6)3.1获得系统设计对象 (8)3.2电流调节器的设计 (6)3.3转速调节器的设计 (11)四、系统起动过程分析 (16)一、设计任务1、设计对象参数（1）P nom=30KW （2）U nom=220V （3）I nom=136A（4）n nom=1460r/min （5）R a =0.2Ω（6）R Σ=0.6Ω（7）C e=0.2 v.min/r （8）RΣ=0.18Ω（9）K S=42（10）T oi=0.002 s （11）T0=0.01 s （12）λ=1.5（13）U*nm=8 V (14)U*im=8 V2、性能指标σi≤5% σn≤10% 3、课程设计的主要内容和要求3.1电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计（1）整流电路和整流器件的选择（2）整流变压器参数的计算（3）整流器件的保护（4）平波电抗器参数的计算（5）触发电路的选择3.2控制电路的设计（1）建立双闭环不可逆直流调速系统的动态数学模型（2）电流调节器的设计计算（3）转速调节器的设计计算二、电力拖动不可逆直流调速系统主电路的设计1、整流电路和整流器件的选择目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，其原理图如图1所示，其中阴极连接在一起的三个晶体管（VT1，VT3，VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的三个晶体管（VT4，VT6，VT2）称为共阳极组。

一、选择题1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是（ B ）A．PID B． PI C．P D． PD2. 静差率和机械特性的硬度有关，当理想空载转速一定时，特性越硬，则静差率（ A ）A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是（ D ）A．将电压调 B．串级调速 C．变极调速 D．变压变频调速4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是（B ） A．比例控制 B．积分控制 C．微分控制 D．比例微分控制5．控制系统能够运行的首要条件是（ B ）A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性6．转速单闭环调速系统对下列哪些扰动无克服能力（ D ）A．电枢电阻 B．负载转矩C．电网电压 D．速度反馈电位器7．下述调节器能消除被控制量稳态误差的为：（ C ）A．比例调节器 B．微分调节器C．PI调节器 D．PD调节器8．转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制（ B ）A．电机的调速精度 B．电机的动态转矩C．电机的定子电流 D．电机的气隙磁通9．在晶闸管反并联可逆调速系统中，α=β配合控制可以消除（ B ）A．静态环流 B．直流平均环流 C．瞬时脉动环流 D．动态环流 10．在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联反并联可逆调速电路中，为了限制环流，需配置环流电抗器数量分别为（ D ）A．1个和2个 B．2个和1个C．2个和4个 D．4个和2个11．异步电动机串级调速系统中，串级调速装置的容量（ A ） A．随调速范围的增大而增大 B．随调速范围的增大而减小C．与调速范围无关 D．与调速范围有关，但关系不确定12．带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ）A．零 B．大于零的定值 C．小于零的定值 D．保持原先的值不变13．SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后，而获得一系列（ A ）的脉冲波形。

四种∏型RC滤波电路数字电源模拟电源阻抗公式：Z=R+i(ωL-1/ωC) ω=2пfR---电阻ωL----感抗 1/ωC-----容抗1．典型∏型RC滤波电路图7-27所示是典型的∏型RC滤波电路。

电路中的C1、C2是两只滤波电容，R1是滤波电阻，C1、R1和C2构成一节∏型RC滤波电路。

由于这种滤波电路的形式如同字母∏且采用了电阻、电容，所以称为∏型RC滤波电路。

ADP3211AMNG(集成电路IC)从电路中可以看出，∏型RC滤波电路接在整流电路的输出端。

这一电路的滤波原理是：从整流电路输出的电压首先经过C1的滤波，将大部分的交流成分滤除，见图中的交流电流示意图。

经过C1滤波后的电压，再加到由R1和C2构成的滤波电路中，电容C2进一步对交流成分进行滤波，有少量的交流电流通过C2到达地线，见图中的电流所示。

这一滤波电路中共有两个直流电压输出端，分别输出U01、U02两个直流电压。

其中，U01只经过电容C1滤波；U02则经过了C1、R1和C2电路的滤波，所以滤波效果更好，直流输出电压U02中的交流成分更小。

上述两个直流输出电压的大小是不同的，U01电压最高，一般这一电压直接加到功率放大器电路，或加到需要直流工作电压最高、工作电流最大的电路中，这是因为这一路直流输出电压没有经过滤波电阻，能够输出最大的直流电压和直流电流；直流输出电压U02稍低，这是因为电阻R1对直流电压存在电压降，同时由于滤波电阻R1的存在，这一滤波电路输出的直流电流大小也受到了一定的限制。

2．多节∏型RC滤波电路关于实用的滤波电路中通常都是多节的，即有几节∏型RC滤波电路组成，各节∏型RC滤波电路之间可以是串联连接，也可以是并联连接。

多节∏型RC滤波电路也是由滤波电容和滤波电阻构成。

图7-29所示是多节∏型RC滤波电路。

电路中，C1、C2、C3是三只滤波电容，其中C1是第一节的滤波电容，C3是最后一节的滤波电容。

R1和R2是滤波电阻。

π型rc滤波电路中滤波计算π型RC滤波电路是一种常见的电子滤波电路，用于去除信号中的高频噪声。

在设计和计算π型RC滤波电路时，需要考虑滤波器的截止频率和阻抗匹配等因素。

首先，我们需要确定滤波器的截止频率。

截止频率是指滤波器开始起作用的频率，高于截止频率的信号将被滤波器削弱或去除。

在π型RC滤波电路中，截止频率可以通过以下公式计算：fc = 1 / (2πRC)其中，fc为截止频率，R为电阻的阻值，C为电容的电容值。

通过调整电阻和电容的数值，可以控制截止频率，从而实现对不同频率信号的滤波。

其次，我们需要考虑滤波器的阻抗匹配。

阻抗匹配是指输入和输出之间的阻抗匹配，以确保信号能够顺利传输。

在π型RC滤波电路中，输入端的阻抗可以通过以下公式计算：Zin = R其中，Zin为输入端的阻抗，R为电阻的阻值。

输出端的阻抗可以通过以下公式计算：Zout = 1 / (2πfcC)其中，Zout为输出端的阻抗，fc为截止频率，C为电容的电容值。

通过调整电阻和电容的数值，可以实现输入和输出之间的阻抗匹配，提高信号传输的效果。

最后，我们需要计算滤波器的频率响应。

频率响应是指滤波器对不同频率信号的响应程度。

在π型RC滤波电路中，频率响应可以通过以下公式计算：H(f) = 1 / (1 + jf/fc)其中，H(f)为频率响应，f为输入信号的频率，fc为截止频率。

通过计算频率响应，可以了解滤波器对不同频率信号的衰减程度，从而选择合适的滤波器参数。

综上所述，π型RC滤波电路的滤波计算主要包括截止频率的计算、阻抗匹配的计算和频率响应的计算。

通过合理选择电阻和电容的数值，可以设计出满足要求的滤波器。

在实际应用中，还需要考虑电阻和电容的可获得性、成本和尺寸等因素，以及滤波器的稳定性和可靠性。

因此，在设计和计算π型RC滤波电路时，需要综合考虑各种因素，以实现滤波器的最佳性能。

比例积分调节器公式推导
比例积分（PI）调节器是一种常用的控制器，用于调节反馈控制系统中的误差。

推导PI调节器的公式需要从控制器的基本原理出发。

以下是对PI调节器公式的一种推导方法：
首先，我们假设有一个反馈控制系统，由比例（P）和积分（I）两个控制器组成。

1.反馈控制系统的误差表示为e(t) = r(t) - y(t)，其中e(t)是误
差信号，r(t)是参考输入信号，y(t)是实际输出信号。

2.比例控制器的输出是比例增益Kp与误差信号的乘积，即
u(t) = Kp * e(t)。

3.积分控制器的输出是积分增益Ki与误差累积（积分）的乘
积，即u(t) = Ki * ∫0^t e(t') dt'。

4.将比例和积分控制器的输出相加得到总的控制输出，即
u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫ 0^t e(t') dt'。

5.将总的控制输出与控制系统的执行元件结合，产生实际的
控制动作。

需要注意的是，上述推导过程是一种常见的表示方式，实际应用中可能存在具体场景和要求的差异，因此对于具体的控制系统和参数，可能需要进行调整和优化。

PI调节器的设计中，比例增益Kp和积分增益Ki的选择非常重要，需要考虑系统的稳定性、响应速度和抗干扰能力等因素。

通常需要经过试验和调整来确定合适的数值。

另外，PI调节器
也可以通过参数整定方法，如Ziegler-Nichols方法或频域设计方法进行参数的确定。

PID参数整定公式推导及PID参数整定步骤3 PID参数整定公式推导及PID参数整定步骤3.1 PID参数整定公式推导设单输入单输出离散系统方程为:A(Z-1)r(k)=B(Z-1)Z-dU(K)+N(K)其中:r(k)，U(K)分别为被控系统输出和输入量;N(K)为扰动量。

A(z-1)=1+a1z-1+…+anaz-naB(z-1)=1+b1z-1+…+bnbz-nb而PID调节器方程为:U(t)=Kp[e(t)+1/Ti e(t)dt+Td.de(t)/dt> (1) e(t)为偏差;式(1)离散化为:U(k)=Kp[e(k)+Ts/Ti e(j)+Td/TS.(e(k)-e(k-1))> (1a) Ts为采样周期;上式写成增量形式为:ΔU(k)=U(k)-U(k-1) (1b)=Kp[e(k).(1+Td/Ts+Ts/Ti)-(1+2Td/Ts).e(k-1)+e(k-2)Td/Ts>设性能指标为:J=E[e2(k+d) +q.Δe2(k+d) +λ.ΔU2(k)> (2)式中d纯延时;e(k+d)为时刻k预报控制误差，q, λ为加权系数Δ为差分。

ΔU(k)=Δe(k+d)+e(k+d)-e(k+d-1) (3)设控制预报误差模型为:e(k+d)+w(k+d)-w(k)=f0e(k)+f1e(k-1)+…+g0U(k)+g1U(k-1)+…+h0w(k)+h0w(k)+h1w(k-1)+…+r+(4)式中w(k)为参考输入信号，为扰动信号;fi,gi,hi为待辩常数。

又设PID控制算式为U(K)=U(K-1)+P0e(k)+ P1e(k-1)+P2e(k-2) (5)将ΔU(k)，Δe(k+d)，e(k+d)代入(2)使J?MIN令 U(k)=0得:U(k)=U(k-1)-[(1+q)g0f0e(k)>/[(1+q)g02+λ>-[(1+q)g0f0-g0qf0>e(k-1)/[(1+q)g02+λ>-[(1+q)g0f2-qg0f1>e(k-2)/[(1+q)g02+λ>+ (6)把(6)与(5)比较得:P0=-[(1+q)g0f0>/[(1+q)g02+λ>P1=-[(1+q)g0f1-g0qf0>/[(1+q)g02+λ> P2=-[(1+q)g0f2-qg0f1>/[(1+q)g02+λ> g0，f2，f1，f0为待辩常数。

π滤波电路计算π滤波电路是一种常见的电子滤波器，用于对电路中的电压或电流进行滤波处理。

它由一个电感和两个电容组成，形状类似于希腊字母π，因此得名π滤波电路。

π滤波电路的主要作用是去除电路中的高频噪声，使得输出信号更加平滑稳定。

它的原理是利用电感和电容的频率特性，将高频信号通过电容短路到地，而低频信号则通过电感和电容的串联路径，从而实现滤波效果。

在进行π滤波电路的计算时，我们需要考虑三个主要参数：电感值(L)、电容值(C)和截止频率(f_c)。

我们需要确定所需的截止频率(f_c)。

截止频率是指在该频率以下的信号被滤波器削弱的程度达到一定的要求。

一般情况下，截止频率越低，滤波效果越好。

根据具体的应用需求，我们可以确定截止频率的数值。

接下来，我们需要计算所需的电感值(L)和电容值(C)。

根据π滤波电路的特性，可以得到以下计算公式：L = 1 / (2πf_cC)C = 1 / (2πf_cL)其中，L表示电感值，C表示电容值，f_c表示截止频率。

在实际的计算过程中，我们可以根据所需的截止频率，选择一个合适的电感值或电容值，并带入上述公式进行计算。

需要注意的是，电感和电容的取值范围有限，一般可以通过市场购买到标准规格的元件。

还有一些其他的因素需要考虑。

例如，π滤波电路的负载阻抗对滤波效果有一定的影响，因此需要根据具体情况进行调整。

此外，还需要考虑电感和电容的额定功率和电压等参数，以确保滤波电路的安全可靠性。

π滤波电路是一种常用的电子滤波器，可以有效地去除电路中的高频噪声。

在进行π滤波电路的计算时，需要确定截止频率，并根据公式计算所需的电感值和电容值。

同时，还需要考虑其他因素，以确保滤波电路的性能和可靠性。

通过合理设计和计算，可以得到满足要求的π滤波电路，从而提高电路的稳定性和可靠性。

希望以上内容对大家了解π滤波电路的计算有所帮助。

如果有任何问题或疑问，请随时向我提问。

π型lc滤波器计算
1、简单的π型ＬＣ低通滤波器，其截止频率Fc=1/π根号(LC)，标称特性阻抗Rld=根号(L/C)，若给定Rld和Fc就可按下式计算出元件的数值。

L=Rld/πFc,C=1/πFcRld。

（C＝C/2+C/2）。

2、常用的无源无损滤波器(LC 滤波器)的结构形式有LC 型、LT 型、T 型和π型等。

采用LC/LT 型滤波器时，往往由于源与滤波器端阻抗的不匹配导致电路在某一频率下和电路中其它元件产生谐振，影响电路的正常工作。

因此，通常在滤波器“源”或“负载”端再增加一个滤波电容，改变滤波器入端的阻抗，即构成π型滤波电路。

来自“源”或“负载”的噪声先经过低阻抗的滤波电容回路，再进入LC 型滤波电路。

同样，这样的滤波电路也可以同时抑制来自电源和电路侧的噪声和谐波信号。

直流双闭环调速系统设计1设计任务说明书某晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为: 直流电动机：V U N 750=,A I N 780=,min375rn N =，04.0=a R ,电枢电路总电阻R=0.1Ω，电枢电路总电感mH L 0.3=，电流允许过载倍数5.1=λ，折算到电动机轴的飞轮惯量224.11094Nm GD =. 晶闸管整流装置放大倍数75=s K ,滞后时间常数s T s 0017.0= 电流反馈系数⎪⎭⎫ ⎝⎛≈=N I V A V5.11201.0β 电压反馈系数⎪⎭⎫ ⎝⎛=N n V r V 12min 032.0α 滤波时间常数.02.0,002.0s T s T on oi ==V U U U cm im nm12===**；调节器输入电阻Ω=K R O 40。

设计要求： 稳态指标：无静差动态指标：电流超调量005≤i σ；空载起动到额定转速时的转速超调量0010≤n σ。

目 录1设计任务与分析 ....................................................................................................................................... 2调速系统总体设计 ................................................................................................................................... 3直流双闭环调速系统电路设计 .............................................................................................................. 3。

课程设计说明书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电力拖动自动控制系统设计题目：双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计姓名：学号：指导教师：成绩：双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计(5) 一．设计目的：掌握用工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器，加深对双闭环直流调速系统理解。

二．设计内容：有一个转速、电流双闭环直流调速系统，采用三相桥式全控整流装置供电，已知电动机数据如下：550kW，750V，780A，375r/min，Ce=1.92V·min /r，允许电流过载倍数1.5，主回路总电阻R= 0.1Ω，Ks =75，T L=0.03s,T m=0.084s,电流反馈滤波时间常数T oi=0.002s, 转速反馈滤波时间常数T on=0.02s, ASR最大最大给定值和输出限幅值为12V, ACR最大输出限幅值为12V。

设计要求：稳态无静差，动态指标：电流超调量σi ≤ 5%，电机空载起动到额定转速时的转速超调量σn ≤ 10%，ASR按典型Ⅱ型系统设计，并取ＫＴ＝０.５。

三．时间安排：6.3—6.4 查阅相关资料；6.4—6.6 按要求设计相关内容，完成设计文本6.7 考核答辩四．参考书目：1.《电力拖动自动控制系统》（第3版）陈伯时主编机械工业出版社2.《电力电子技术》（第4版）王兆安黄俊主编机械工业出版社3.《自动控制理论》刘丁主编机械工业出版社4.《电机及拖动基础》（第3版）顾绳谷主编机械工业出版社目录绪论....................................................................................... 错误!未定义书签。

一．调节器的工程设计方法的基本思路.. (2)二．电流调节器的设计 (3)2.1 电流环结构框图的化简 (3)2.2 电流调节器结构的选择 (4)2.3 电流调节器的参数计算 (5)2.4 校验 (6)2.5计算调节器电阻和电容 (7)三．转速调节器的设计 (8)3.1 电流环的等效闭环传递函数 (8)3.2 转速环结构的化简和转速调节器结构的选择 (9)3.3 转速调节器的参数的计算 (11)3.4 校验 (11)3.5 计算调节器电阻和电容 (12)3.6 校核转速超调量 (12)四．转速调节器退饱和时转速超调量的计算 (13)五．总结 (16)绪论在单闭环直流调速系统中，电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只能在超过临界电流值 Idcr 以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击 ， 并不能很理想地控制电流的动态波形。

目录前言 (1)一、设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、直流调速系统整体设计 (2)四、系统参数选取 (7)五、各部分设计 (8)六、双闭环系统设计 (14)七、系统仿真 (17)八、设计总结 (18)参考文献 (19)前言由于直流电机具有良好的起动、制动和调速性能，已广泛应用于工业、航天领域等各个方面。

随着电力电子技术的发展，脉宽调制（PWM）调速技术已成为直流电机常用的调速方法，具有调速精度高、响应速度快、调速范围宽和功耗低等特点。

而以H桥电路作为驱动器的功率驱动电路，可方便地实现直流电机的四象限运行，包括正转、正转制动、反转、反转制动，已广泛应用于现代直流电机伺服系统中。

本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理与其静态和动态性能。

然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用SIMULINK对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。

在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路与控制电路的具体实现。

对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。

采用MATLAB软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真,同时查看仿真波形,以此验证设计的调速系统是否可行。

一、设计目的通过对一个实用控制系统的设计，综合运用科学理论知识，提高工程意识和实践技能，使学生获得控制技术工程的基本训练，培养学生理论联系实际、分析解决实际问题的初步应用能力。

二、设计要求完成所选题目的分析与设计，进行系统总体方案的设计、论证和选择；系统单元主电路和控制电路的设计、元器件的选择和参数计算三、直流调速系统整体设计1、直流电机PWM调速控制原理直流电动机转速公式为：n=(U-IR)/Kφ其中U为电枢端电压，I为电枢电流，R为电枢电路总电阻，φ为每极磁通量，K为电动机结构参数。

运动控制期中作业电气与控制工程学院自动化1102班李珂1106050220电流调节器的设计：（1） 确定时间常数：1） 给定PWM 开关频率为5KHz ，整流装置滞后时间常数Ts ，Ts=1/f=1/5000=0.0002s2） 电流滤波时间常数Toi ，取Toi=0.002s=2ms 。

3） 电流环小时间常数之和T ∑i 。

按小时间常数近似处理，取T ∑i =Ts+Toi=0.0022s 。

（2） 选择电流调节器结构：根据设计要求σi ≦5%，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ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 型电流调节器，其传递函数式：W ACR (S)= iSiS Ki ττ)1(+。

检查对电源电压的抗扰性能：T l /T ∑=0022.002.0≈9.1，参看表3‐2的典型Ⅰ型系统动态抗扰性能，都是可以接受的。

（3） 计算电流调节器的参数电流调节器超前时间常数：τi=T l =0.02s电流环开环增益：要求σi ≦5%时，根据表3-1，应取K I T ∑i =0.5，因此K I =∑T 5.0=0022.05.0s -1≈227.27 s -1于是ACR 的比例系数为 Ki=βτKs RK i I K I =227.27 s -1 τi =0.02s R=0.5Ω λ=1.5所以最大允许电流为：I dm =1.5×I nom =204A,给定U im *=10V , 则β=dm im I U *=20410≈0.05取晶闸管放大系数Ks=40将以上数据带入Ki 公式内即可求出Ki ≈1.136 (4) 检验近似条件电流环截止频率: ωci =K I =227.27 s -11) 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件: W ci ≤sT 31s T 31=0002.031⨯ s -1≈1666.7 s -1﹥ωci 满足近似条件 2） 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：ωc i ≧3lm T T 1 3l m T T 1=3×02.01⨯m TT m =me C C RGD 3752 C e =n R I U d d -0=0.132 C m =π30 C e =1.26T m =me C C RGD 3752≈0.183l m T T 1=3×02.018.01⨯=50＜ωci 满足近似条件 3） 检验电流环小时间常数近似处理条件 ωci ≤31ois T T 131oi s T T 1= 31×002.00002.01⨯ s -1≈527.046 s -1＞ωci 满足近似条件 （5）计算调节器电阻和电容：电流调节器原理图如下图示，按所运用放大器取R 0 =40K Ω,各电阻和电容值计算如下：R i =K i ×R 0 =1.136×40=45.44K Ω 取45K ΩC i =Riiτ=0.44×10﹣6 F=0.44υF 取0.44υFC oi =04R Toi⨯=0.2×10﹣6 F=0.2υF 取0.2υF按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为σ％=4.3％＜5％ 满足设计要求含给定滤波和反馈滤波的PI 型电流调节器电路图：MATLAB 仿真及仿真结果转速调节器的设计：（1） 确定时间常数：1）电流环等效时间常数1/K I 。

目录第一章概述 (2)第二章双闭环控制串级调速系统 (3)2.1双闭环控制串级调速系统的组成 (3)2.2异步电动机串级调速时转子整流电路工作状态的选择 (4)2.3串级调速系统的动态数学模型 (6)2.4异步电动机和转子直流回路传递函数计算 (9)2.5调节器参数的设计-电流环和转速环设计 (10)2.5.1 电流环的设计 (10)2.5.2 转速环的设计 (12)第三章 MATLAB仿真 (14)3.1给定阶跃的仿真： (14)3.2抗扰仿真 (14)第四章收获与致谢 (16)参考文献 (16)第一章概述串级调速理论早在20世纪30年代就已提出,到了60-70年代,当可控电力电子器件出现以后,才得到更好的应用。

20世纪60年代以来,由于高压大电流晶闸管的出现,串级调速系统获得了空前的发展。

60年代中期,W.Shepherd和J.Stanw 就提出了一种将绕线转子电动机的转差功率进行整流,然后经过晶闸管逆变器将整流后的转差功率逆变为电网频率的交流功率,并将其反馈到电动机的定子辅助绕组中的晶闸管串级方案,称为“定子反馈”方案,而把通过变压器,逆变变压器,将转差功率反馈到电网,常规的晶闸管串级,称为“电网反馈”方案。

在“定子反馈”方案中,辅助绕组与定子绕组电气上绝缘,通过磁耦合,即电磁感应,将转差功率经过定子绕组反馈到电网,这就是我们所说的“内馈”串调。

20世纪60年代末期,我国的一些单位开始进行晶闸管串级调速的试验,70年代后期,西安整流器厂首先推出了系列产品,以后其他厂家也相继推出。

国内最先是由屈维谦在80年代后期提出内馈串级调速方案的。

90年代中期以后,有一家公司又推出斩波式内馈串调。

随着电力电子技术和控制策略的发展,新的拓扑结构和控制策略被不断提出。

到目前为止全国已有四到五家知名的内馈串级调速装置的生产厂家。

如今节约能源、更加合理地、有效地利用能源是一项艰巨、利国利民造福子孙的长期工作,也是我国的一项基本国策。