开环直流调速控制系统与仿真

《计算机仿真及应用B》答卷 学号： 姓名： 班级： 任课老师： 开环直流调速控制系统的仿真 1 、开环直流调速控制系统的组成 开环控制系统是根据给定的控制量进行控制，而被控制量在整个控制过程中对控制量不产生任何影响。对于被控制量相对于其预期值可能出现的偏差，开环控制系统不具备修正能力。而直流调速开环控制系统通常是采用调节电枢电压方案，具体实现在 20 世纪 60 年代晶闸管整流器的应用而采用由晶闸管整流器和电动机（V-M）系统实现开环或闭环控制调速系统。 2 、开环直流调速控制系统仿真 （1）基于数学模型的开环直流调速系统仿真。 开环直流调速控制系统数学模型。 开环直流调速控制系统主要包括给定信号、晶闸管触发装置及整流环节、平波电抗器和直流电动机等 4 个环节。这里所说的基于数学模型的系统仿真主要是指基于传递函数的matlab 下的 Simu link 下的实现，再通过机理法可以建立开环直流调速控制系统动态结构图，如图 1-1 所示。 然后，根据系统 I 直接给出各个环节的传递函数及参数。可以得到系统 I 开环控制的动态结构图，如图 1-2 所示。 开环直流调速系统仿真实现。 图 1-1 开环直流调速控制系统动态结构图 图 1-2 系统 I 的开环系统动态结构图 根据系统 I 的开环系统动态结构图及其参数值，在 matlab 的 Simu link 环境可以轻松的建立系统的仿真结构，如图 1-3 所示。电动机的转速输出动态曲线，如图 1-4 所示。IL(S) — n(s) U*n(s) 一 1/Ra TdS+1 Ra CeTmS Ce Ks TsS+1 Ud(s) Id(s) IL(S) — n(s) U*n(s) 一 1/0.08 0.025s+1 0.08 0.185×0.8s 0.185 23 0.0017s+1 Ud(s) Id(s) 图 1-3 系统I 仿真模型 图 1-4 电动机转速输出曲线 通过改变给定信号的大小，来实现对电机输出转速的控制与调节的目的。在仿真系统中的实现过程就是改变系统给定的阶跃信号的大小。但是开环控制系统的最大的缺点就是：无法实现的电网电压的波动以及电机负载变化等扰动信号对转速影响。由于负载的增加，使电动机的转速降低，而在系统稳定之后转速并没有恢复到原系统输出值。 （ 2）基于电气原理图的系统仿真。 基于电气原理图实现系统的仿真实现主要过程是依据系统原理图，根据具体实现的不同功能，将整个系统划分为若干子模块，通过matlab 中 SimPowerSystems 工具箱电气元件以及其他工具箱中的模块，组合实现子模块的仿真与建模，最终...