实验报告一

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1、实验报告、 开环调速系统o o o+0GT1-1 晶闸管整流器电动机调速开环原理：原理图如 1-1，VT 是晶闸管整流器，通过调节触发装置 GT的控制电压 Uc 来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压 Ud， 从而实现直流电机的平滑调速。Ud平均整流电压；Uc控制电压；Ks晶闸管整流器放大系数。bynchruriized6-Pulse Genera tor1-2开环调速系统SIMULINK模型仿真图4rB /cr -DC Machine1、负载 50 不变，给定变化时：给定1311定速流给转电0050041003S 骰轴021.-0.511.522.5时间01）、给定 130，负

2、载50。其中电流有扰动是因为没有加电感。给定140定速流给转电OOOOOOOOOOO05050505055443322112）、给定 140，负载 50开环调速系统定速流给转电1.6 1.80.20.40.60.811.21.4时间OOOOOOOOOO505050505 44332211职擀,3 禎細3）、给定 150，负载 50给定为侦时开环调速系统定速流 给转电1.5时间2.54）、给定 160，负载 50给定1帀定速流 给转电0.511.522.5时间5）、给定 170，负载 50给定1EI0jrl3定速流给转电250jrl250jrl0.511.522.5时间50（6）、给定 180，

3、负载 50 由上六幅图可知：负载指定为 50，当给定为 160 时稳态误差最小 当给定减小时，转速稳定值随之增大，超调量逐渐增大 当给定增大时，转速稳定值随之减小，静差越来越大。2、给定 150不变，负载变化时：给定、转速、电流344cnocnooo给宦、转速、电流I11KJNJ33445cn o tn o cn o tn o uiooooooooooo(2r 彫M159注B25Id1223U1OCJ1OCHOOOOOOOOs(1)，彫M159注B0s -Id 2 25给定150、负载75定速流 给转电0.511.522.5时间4）、给定 150，负载 75给定1弧负载100OOOOOOOOO

4、O0505050505544332211O（5）、给定 150，负载 100由上图可知：给定 150固定不变，当负载变大时，超调逐渐减小但减小幅度并不大，而电流的稳定值却逐渐增大。结果：在开环调速系统中给定与实际的转速有较大的误差，开环系统不能达到精确调速的要求。单闭环有静差转速负反馈调速系统Q Q Q2-1 带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图闭环原理：原理图如 2-1。给定输入,控制输出，有反馈。图中所示的是 具有转速负反馈的直流电动机调速系统，被调的是转速n,给定量是给定电压 U*n，在电动机轴上安装测速发电机用以得到与被测转速成正比ude反馈电压 Un。U*n与Un想比较后，得到转速

5、偏差电压，经过比例放大器A,产生电力电 子变换器UPE所需的控制电压Uc。在调速系统中，比例放大器又称比例（P） 调节器。从Uc开始一直到直流电动机，系统的结构与开环调速系统相同，而闭 环控制系统和开环控制系统的主要差别就在于转速 n 经过测量元件反馈到输入 端参与控制。给定、转速、电流CTO|OOOIJ1O0E 0.给定、转速、电流CTO|4v1-k.ubck7 uJSynchronized6-Pulse Generator无静差闭环系统电路原理图1、P=0.5 不变，改变 I：1）、P=0.5,I=2500400300200Zoom In2）、P=0.5,I=3PID 控制 P=0.5,

6、1=4（3）、P=0.5,I=4由以上三幅图可知：当P不变时，随着I的增大，系统的超调随之正，I 的作用是消除稳态误差，但是过大的I也会引起超调。py IH2“蛤定、转速、电流OOOgOg oPOH5SPA“IT2CM O.M CL4 o.m P7(Ir PHLIH2_u_ 口酋曲=PHNJmoo肯岂Mooso0Cl HI0.2 M cl. 4 US o.m cl. 7（3）、P=5,I=2由以上三幅图可知：当I不变时，随着P的正大，系统达到稳定的时间逐渐减小，由此可见 P 的作用是控制系统达到稳定的时间。定速流 给转电结果：闭环直流调速系统比开环调速系统有更好的稳定性，同时 又更好的精度，而

7、且闭环调速系统能根据反馈信号不断地减小输入值 与输出值之间的误差，从而提高控制精度。比例控制的作用能迅速响 应控制作用，积分控制的作用是最终消除稳态误差。由此可见，比例 积分控制综合了比例控制和积分控制两种规律的优点，又克服了各自 的缺点，扬长避短，互相补充。 与有静差转速负反馈调速系统相比，无静差系统更稳定，越趋向于给 定值，符合控制要求。四、 带电流截止负反馈调速系统(a)利用独立直流电源作比较电压b)(b)利用稳压管产生比较电压3-1 电流截止负反馈环节 原理：直流调速系统中的电流截止负反馈环节如图3-1 所示，电流反馈信号 取自串入电动机电枢回路中的小阻值电阻Rs, IdRs正比于电流

8、。图3-l(a)中用独立的直流电源作为比较电压Ucom，其大小可用电位器调节， 在IdRc与Ucom之间串接一个二极管VD,当IdRc Ucom时，二极 管导通，电流负反馈信号Ui即可加到放大器上去；当IdRcW Ucom 时，二极管截止， Ui 消失。图3-1(b)中利用稳压管VST的击穿电压Ubr作为比较电压Ucom。 截止电流 Idcr=Ucom/Rs当输入信号 IdRc-Ucom0 时，输出Ui=IdRc-Ucom；当 IdRc-Ucom W 0 时，输出 Ui=0。 FlD厂/：j a i nlConstantlIJ n iv e rsa I Bridge3-2带电流截止负反馈调速系统的 SIMULINK 模型仿真图-207PID1 Contro11e r S aturationDC150yynchronizedB-Fulse Generator电流截止负反愦II乐1=2担誓骰猱50定速流给转电0.511.522.时间结果：电流截止负反馈的作用是在启动和堵转时存在，在正常的稳态运行时 又得取消，让电流随着负载的增减而变化。实验心得：通过实验一，让我进一步了解了 Matlab 和 Simulink 的使用。通过对 电机开环系统及闭环系统的实验分析，了解了 PID 控制器在控制系统中的作用 以及他们对电流、转速的影响。