1 1 前言 许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节,并且要求具有良好的稳态、动态性能。而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能,在高性能的拖动技术领域中,相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟,应用非常广泛的电力传动系统。 由于该系统的结构较复杂,控制器可调参数较多,所以整个系统的设计和校正比较困难,需要有一个功能全面、分析方便的仿真设计平台。传统的仿真设计平台主要是 VC 和 Delphi 等高级语言环境,需要做大量的底层代码编写工作,很不方便,效率不高,仿真结果也不直观。自从MATLAB 的Simulink 推出以后,动态系统的仿真就变得非常容易了。因其含有极为丰富的专用于控制工程 与 系统分析的函 数,具有强 大的数学 计算 功能,且提 供 方便的图 形 绘 制功能,只 要在Simulink中画 出系统的动态结构图 模 型 ,编写极简 单 的程 序 ,即 可对 该系统进行仿真,效率极高,环境友 好,从而给 系统的设计和校正带 来 很大的方便。Matlab在学 术和许多实 际 领域都得到 广泛应用,已 成为国 际 控制界 应用最广的语言和工具。 本 课 题 主要是在Simulink 环境中对 双闭环直流调速系统进行仿真设计,具体 内容有: 对 电流调节器和转 速调节器进行校正设计; 对 电流环和转 速环进行时域和频 域分析; 对 调速系统进行跟 随 性和抗 扰 性分析。 2 2 双闭环直流调速系统的工作原理 2.1 双闭环直流调速系统的介绍 双闭环(转速环、电流环)直流调速系统是一种当前应用广泛,经济,适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能,它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高,例如要求起制动、突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。 在单闭环系统中,只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流dcrI值以后,靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想的控制电流的动态波形。带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波...