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MATLAB仿真技术报告1

题目：转速反馈单闭环直流调速系统仿真

R=0.2T=0.012T=0.09Ce=0.1

直流电机模型框图如下图所示，仿真参数为，，，。本次仿真采用算法为

lm

ode45，仿真时间2s。

1、开环仿真：

用Simulink实现上述直流电机模型，直流电压U取420V，

d0

0~1s，电机空载，即I=0；

d

1s~2sI=150A

，电机满载，即d。

(1)nns

画出转速的波形，根据仿真结果求出空载和负载时的转速以及静差率。

(2)画出电枢绕组电流波形。

画出电枢绕组电流波形。

1.Id

负载时的转速波形如上图，在的作用下。在一秒后，波形会有个明显的下降，这是因为在负的扰动下，

经过负反馈，导致转速下降，输出的转速波形如图

由图中标尺功能可得出，空载时转速n=4200rpm负载时转速n=3900rpm。

s

ᵅ−ᵅ4200−3900

s=ᵆ=0.0714

由静差率公式可知s=.

可知

ᵅ4200

2.上图是电枢绕组电流波形，因为是有了电流Id扰动，在一秒后有了一个电流分量，如果在电流Id为零的

时候，电枢绕组电流的波形应该在电机平稳运转之后降为0，或者有一个极为细微的电流。从图中可

以看出，电流在1s后不为零，这就是受到扰动阶跃信号影响的结果。

2、闭环仿真：

在上述仿真基础上，添加转速闭环控制器，转速指令为4200rpm，

0~1s，电机空载，即I=0；

d

1s~2s，电机满载，即I=150A。

d

(1)控制器为比例环节：比较不同k值时的稳态转速。

值时的稳态转速。

p

(2)k和k值，画出转速波形、电机端电压波形和电枢绕组电流波形，

控制器为比例积分环节，设计恰当的pI

求出静差率、超调量。

求出静差率、超调量。

(3)(2)

分析中电压和电流波形，解释为什么闭环系统动态响应优于开环系统。

1.Kp取不同的值时，有着不同的稳态转速，上左图Kp=1，稳态转速为3791rpm上右图

Kp=2，稳态转速为3988rpm。下左图Kp=5，稳态转速为，下右图Kp=10.稳态转速为。

由此可见，在Kp值逐渐增加的过程中，稳态转速也在逐渐的增加。

值逐渐增加的过程中，稳态转速也在逐渐的增加。

2.Kp=0.1K=1.52