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1、个人收集整理 勿做商业用途4 % 4电气传动课程设计题目：转速反馈控制调速系统的仿真姓 名韩雪晴学 院信息与电气工程学院专 业电气工程及其自动化年级2009级学号 20093615531指导教师赵枚概述调节原理带转速负反馈的闭环直流调节系统，中有一台与电动机通州安 装的测速发电机 TG ,弓I出与被调量转速成正比的负反馈电压Ub，与给定电压UB相比较后，得到转速偏差电压 Ub,经放大 器A,产生电力电子转换器 UPE的控制电压Uc,用以控制电动机 转速n实验原理图如下图利用MATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观 的,SIMULINK 提供了使用系统模型框图组态的 仿真
2、平台，使用 SIMULINK 进行仿真和分析可以像在纸上绘图一样简单 .用户可以用 图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过 SIMULINK 环境 中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出 来 ,SIMULINK 也实线与 MATLAB ，C 或者 FORTRAN 之间的数据传 递。所以，掌握强大的 SIMULINK 工具会大大地增强用户系统的仿 真能力。二、实验目的1、进一步学习利用 MATLAB 下的 SIMULINK 来对控制系统进行仿 真。2、掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。3、学会利用工程的方法设计 ACR、 ASR 调节器的方法三、实验原理SIMU
3、LINK 的简介：Simulink 是 MATLAB 最重要的组件之一， 它提供一个动态系统建模、 仿真和综合分析的集成环境 .在该环境中，无需大量书写程序，而只 需要通过简单直观的鼠标操作， 就可构造出复杂的系统。 Simulink 具 有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活 等优点，并基于以上优点 Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字 信号处理的复杂仿真和设计 .同时有大量的第三方软件和硬件可应用 于或被要求应用于 Simulink 。功能：Simulink 是 MATLAB 中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB 的框图设计环境 ,是实现动态系统
4、建模、仿真和分析的一个 软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号 处理的建模和仿真中。 Simulink 可以用连续采样时间、 离散采样时间 或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。 为了创建动态系统模型 ,Simulink 提供了一个建立模型方块图的图形用户接口 (GUI) ，这个创建过程只 需单击和拖动鼠标操作就能完成， 它提供了一种更快捷、 直接明了的 方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果 .Simulink reg；是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。 对各种时变系统，包括通讯、控制、信
5、号处理、视频处理和图像处理 系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行 设计、仿真、执行和测试。 。 构架在 Simulink 基础之上的其他产 品扩展了 Simulink 多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验 证和确认任务的相应工具。 Simulink 与 MATLAB® 紧密集成， 可 以直接访问 MATLAB 大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可 视化、批处理脚本的创建、 建模环境的定制以及信号参数和测试数据 的定义 。 文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集，请勿用作商业用途四、设计内容1、转速负反馈闭环调速系统各环节参数如下：直流电
6、动机：额定电压Un=220V，额定电流5n=55A,额定转速 nN=1000r/min；电动机电动势系数 Ce=O。129V.min/r;放大系数Ks=40,滞后时间常数Ts=0.00178s电枢总电阻R=1。0Q;电枢回路电磁时间常数 Tl=0。00178s,电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s。转速反馈系数a =0.01V。min/r。对应额定转速时的给定电压 U*n=10V。2、转速环的MATLAB计算、建立及仿真转速调节器的设计确定时间常数 电流环等效时间常数利用LATLAB仿真内容4、系统模型编辑窗口打开simulink主界面，新建一个文件，拉出各个模块，组成如图所示5、修改模
7、块参数，完成模块连接，比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型6、仿真模块的运行6、调节其参数的调整在控制系统中设置调节器是为了改善系统的静、动性能。在采用PI调节器以后，构成的是无静差调速系统。利用仿真模型改变比例系数 和积分系数，可以轻而易举的得到震荡、有静差、无静差、超大或启 动快等不同的转速曲线上图的仿真曲线中反应了对给定输入信号的 跟随性能指标如果改变PI调节器的参数，可以得到转速的超调量不一 样、调节时间也不一样的响应曲线经过比较可以发现系统的稳定性 和快速性是一对矛盾，必须根据工程的要求，选择一个合适的PI参数. 现调整参数此时Kp=0.85, 1/t=15.5，系统转速的响应
8、的超调较大，但快速性好。仿真图形如下:五、小结与体会 这次课程设计中，我们学到了许多课堂上学不到的东西，尤其是在 Matlab 仿真上面有很多自己不懂的地方 ,我在此用了很多时间和精 力。 本次课程设计让我对电力拖动自动控制系统 -运动控制系统 的核心内容 -转速、电流反馈控制直流调速系统有了更深的理解， 对典型 I 系统设计加深了认识。 通过 matlab 的仿真，使我对双闭环反 馈控制的直流调速系统有了直观的印象 .六、参考文献1阮毅 .电力拖动自动控制系统 -运动控制系统 .北京：机械工 业出版社 2009；2洪乃刚。电力电子和电力拖动控制系统的 MATLAB 仿真 .北 京 :机械工业出版社， 2005.20093黄忠霖电力电子技术的 MATLAB 实践国防工业出版社
