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1、精选优质文档-倾情为你奉上本科生课程论文课程名称 运动控制系统学 院 机自学院专 业 电气工程及其自动化学 号 1212XXXX学生姓名 翟自协指导教师 杨影分 数 专心-专注-专业题目：双闭环直流调速系统仿真对例题3.8设计的双闭环系统进行设计和仿真分析，仿真时间10s。具体要求如下： 在一个由三相零式晶闸管供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为： PN=60kW， UN =220V， IN=308 A， nN=1000 r/min ， 电动势系数 Ce=0.196 Vmin/r ，主回路总电阻 R=0.18，变换器的放大倍数 Ks=35。电磁时间常数 Tl=0.012s，
2、机电时间常数 Tm=0.12s，电流反馈滤波时间常数 Toi=0.0025s，转速反馈滤波时间常数 Ton=0.015s。额定转速时的给定电压(Un*)N=10V，调节器ASR，ACR饱和输出电压Uim*= 8V ， Ucm =7.98V。系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量 5% ，空载起动到额定转速时的转速超调量 10%。试求：（1）确定电流反馈系数(假设起动电流限制在 以内)和转速反馈系数。（2）试设计电流调节器ACR.和转速调节器ASR。（3）在matlab/simulink仿真平台下搭建系统仿真模型。给出空载起动到额定转速过程中转速调节器积分部分不限幅与限幅
3、时的仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输出、转速调节器积分部分输出），指出空载起动时转速波形的区别，并分析原因。（4）计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量n。并与仿真结果进行对比分析。（5）估算空载起动到额定转速的时间，并与仿真结果进行对比分析。（6）在5s突加40%额定负载，给出转速调节器限幅后的仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输出、转速调节器积分部分输出），并对波形变化加以分析。解：（1）=Uim*Idm=8V1.1*IN=8V339A=0.0236 VA =0.01V minr（2）电流调节器设计确定时间常数：a) Ts=0.00333sb) Toi=0.0025
4、s c) Ti=Toi+Ts=0.0025+0.00333=0.00583s电流调节器结构确定：因为i5%，可按典型I型系统设计，选用PI调节器，WACRS=Ki(iS+1)iS电流调节器参数确定：i=Tl=0.012s，选KITi=0.5 ，KI=0.5Ti=85.76 s-1，Ki=KIiRKs=85.760.0120.18350.0236=0.224校验等效条件：ci=KI=85.76 s-1电力电子装置传递函数的近似条件：13Ts=130.00333=101.01ci忽略反电势的影响的近似条件：31TmTl=310.120.012=79.06 s-1ci可见满足近似等效条件。速度调节器
5、设计确定时间常数：a）电流环等效时间常数1KI:因为KITi=0.5则1KI=2Ti=20.00583=0.01166 sb）Ton=0.015 sc）Tn=1KI+Ton=0.01166+0.015=0.02666 s速度调节器结构确定：按照无静差的要求，应选用PI调节器，WASRs=Kn(ns+1)ns速度调节器参数确定：n=hTn，取h=5，n=hTn=0.1333 sKN=h+12h2Tn2=62520.=168.82 s-2Kn=(h+1)CeTm2hRTn=60.02360.1960.12250.010.180.02666=6.94校验等效条件：cn=KN1=KNn=168.820
6、.1333=22.5s-1a）电流环近似条件：13KITi=1385.760.00583=40.43s-1cnb）转速环小时间常数近似：13KITon=1385.760.015=25.2s-1cn可见满足近似等效条件。转速超调量的校验（空载Z=0）n%=2*CmaxCb-znNn*TnTm=281.2%1.13080.180.19610000.12=11.23%10%转速超调量的校验结果表明，上述设计不符合要求。因此需要重新设计。查表，应取小一些的h，选h=3进行设计。按h=3，速度调节器参数确定如下：n=hTn=0.07998 sKN=h+12h2Tn2=4290.=312.656 s-2K
7、n=(h+1)CeTm2hRTn=40.02360.1960.12230.010.180.02666=7.7校验等效条件：cn=KN1=KNn=312.6560.07998=25s-1a）电流环近似条件：13KITi=1385.760.00583=40.43s-1cnb）转速环小时间常数近似：13KITon=1385.760.015=25.2s-1cn可见满足近似等效条件。转速超调量的校验：n%=2*CmaxCb-znNn*TnTm=272.2%1.13080.180.19610000.12=9.97%IdL时电机转速才回升，同时电机电流下降，最后稳定在123.2A。心得体会：由于之前课程对matlab的熟悉使得这次仿真项目在matlab使用部分顺利很多。重点也是难点的是对双闭环直流调速系统的理解，充分理解转速环和直流环，还要学会各种参数的比较和计算，如何修改参数以达到题目的要求。仿真部分也有遇到难题，比如由于参数设置问题导致波形与预想的效果相差甚远，而有些则只是范围内的误差。总的来说，通过这次仿真项目，不仅仅学到了如何使用操作matlab，更多的是系统的设计以及仿真思想。
