电拖课设完整版.pdf

武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书

目录

摘要1

1双闭环调速系统的原理2

1.1双闭环调速系统的组成2

1.2双闭环调速系统静特性与参数计算3

1.3双闭环调速系统的动态性能分析5

2系统设计7

2.1电流环设计7

2.2电流MATLAB仿真8

2.3转速环设计10

2.4转速环的MATLAB仿真11

3MATLAB仿真12

小结18

参考文献19

武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书

摘要

本文主要介绍了双闭环调速系统的特性和原理，并绘制了双闭环调速系统

带变负载的仿真模型，其负载的大小是正比于转速的。同时，还绘制了增加扰

动时系统的仿真模型，本文中采用的扰动是磁场减半，并测出了ACR输出电压,

ASR输出电压，起动电流，起动转速等的波形。

关键词MATLAB双闭环调速系统磁场减半

1

武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书

调速系统调节器设计及变负载扰动

下磁场突然减半MATLAB仿真

1双闭环调速系统的原理

1.1双闭环调速系统的组成

图1.1转速、电流反馈控制直流调速系统原理图

如图1.1该系统由两个调节器嵌套连接而成，即转速调节器ASR和电流调

节器ACR。其中把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，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、电流反馈控制直流调速系统。

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PI调节器。

2

武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书

1.2双闭环调速系统静特性与参数计算

图1.2双闭环直流调速系统的稳态结构图

双闭环直流调速系统的稳态结构如图1.1所示，两个调节器均采用带限幅

作用的PI调节器。转速调节器ASR的输出限幅电压U*决定了电流给定的最大

im

值，电流调节器ACR的输出限幅电压U限制了电力电子变换器的最大输出电

cm

压Udm。当调节器饱和时，输出达到限幅值，输入量的变化不再影响输出，除

非有反向的输入信号使调节器退出饱和。换句话说，饱和的调节器暂时隔断了

输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。当调节器不饱和时，PI调节器

工作在线性调节状态，其作用是使输入偏差U在稳态时为零。

为了电流的实时控制和快速跟随，希望电流调节器不要进入饱和状态，因

此对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。

(1)转速调节器不饱和

这时，两个调节器都不饱和，稳态时，他们的输入偏差电压都是零。因此

*

UnUnnn0(1)

*

UUI(2)

iid

式中，——分别为转速和电流反