题目：直流调速系统仿真永磁直流电机参数如下：电枢电阻0.2Q,电枢电感2.4mH,电动势系数O.lV/rpm,转动惯量0.43kg・m2。仿真中其余电机参数设置为0。电机负载情况如下：0〜ls,电机空载，即负载转矩TL为0；1s~2s，电机满载运行，负载转矩TL为145N・m。该电机由降压变换器供电。斩波器使用两个IGBT及其反并联二极管构成单相桥臂，两个IGBT的驱动信号互补，如下图所示。开关频率2.5kHz,输入电压600V，通过改变IGBT导通占空比而改变电机端电压（即PWM方式工作）。1、电机开环特性通过斩波器给电机供电，电机端电压平均值420V,计算PWM脉冲占空比。画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。根据仿真结果求出空载和负载时的转速。（注意电机模型m端口输出的转速单位是rad/s,仿真使用ode23t求解器。MATLAB□□□□□□□□□□□请将其转为以rpm为单位的波形。）□iti口□OtricaltorqueTe(nm)>deA+
ReadyView5warnings100%ode23tContinuouspowergui◎”卷©A■寺■型TH-DUUTUUIJ厂^55UU/•vine/^UtJUJ外已ErtlZJUUJ^fOWUHItififir3UUniOuuti^n-puu~020406081214i&iB解：1）斩波器的占空比为Vo/Vd,也就是2）以下为转速波形以及电枢电流波形图（经过单位换算，单位为rpm）；不Scope2—□XFileToolsViewSirriulationHelp可◎T爼⑥A•I窃・卧由”同11600140012001000800600400200A\\JC0.20.40.60.81121.41.61.82ReadySamplebasecT=2.0003）记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。AScope2□Xt▼CursorMeasurements▼Settings由图可知：电机起动时的最大电流为1452A，负载时的稳态电枢电流为153A。4）根据仿真结果求出空载和负载时的转速。ScopeFileToolsViewSimulationHelpSamplebasecT=2.000「■45004tJtJUfL"Aznenn今UUJOTUi占■ruuuLoUtJi3~1Ready+▼CursorMeasurements円xTSettings®Screencursors0Horizontal□VerticalOWaveformcursors□Lockcursorspacing□SnaptodataTMeasurementsTimeValue1I-3899.1742|-4199.984AT-AY3.008e+021/ATAY/AT—空载时转速：4200rpm负载时转速：345.149rad/s=3900rpm。2、转速闭环控制为了改善电机调速性能，对该直流电机系统加入转速闭环控制。转速控制器使用比例-积分控制器，转速指令为4200rpm，控制器输出量为斩波器的调制波（即占空比）。调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。□◎32Normal□西TLdeg-EContinuous回回FileEditViewDisplayDiagramSimulationAnalysisCodeToolsHelpuntitled[%]untitledReadyView3warnings100%ode23tpowergui选取P=1,I=7.5得到如图所示图形，可得转速波形以及电枢电流波形如下图所示®Scope—□XFileToolsViewSimulationHelp竺◎”織OQ■3**列T同T451JU、一■TJotJljr■tnJtJLJ~z5po-ZwuUl0TpiJUr20406081.214161B记录下电机起动时的最大电流I=2388.372A,负载时的稳态电枢电流I=160.435A。3、改善电机起动特性电机起动时有很大的冲击电流。通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法,限制电机的起动电流。画出转速的波形,画出电机电枢电流的波形。记录电机起动时的最大电流。1）在上题中加入一个斜坡函数,制定其斜率为k=15000,限制电机的起动电流,得到如下图所示的转速波形以及电枢电流波形。2）记录下电机起动时最大电流为1201.95A，可以明确看到，电机起动时的最大电流有着明显的改善。□Nonna2=ricaltorque7e(nm)：T
