2.6转速反馈控制直流调速系统的仿真

2.6 转速反馈控制直流调速系统的仿真2.6.1 转速负反馈闭环调速系统仿真框图及参数2.6.2 仿真模型的建立2.6.3 仿真模型的运行2.6.4 调节器参数的调整1nMATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的，n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， 22.6.1 转速负反馈闭环调速系统仿真框图及参数n直流电动机：额定电压 ， 额定电流 ,额定转速 ， 电动机电势系数 n晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数 ，滞后时间常数 ，n电枢回路总电阻 ，电枢回路电磁时间常数 ，电力拖动系统机电时间常数 ，n转速反馈系数 ，n对应额定转速时的给定电压 。

3图2-45 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图 42.6.2 仿真模型的建立图2-46 SIMULINK模块浏览器窗口n进入MATLAB，单击MATLAB命令窗口工具栏中的SIMULINK图标，n或直接键入SIMULINK命令，打开SIMULINK模块浏览器窗口， 5n(1)打开模型编辑窗口：通过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择File→New→Model菜单项实现n(2)复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口n在本例中拖入模型编辑窗口的为：Source组中的Step模块；Math Operations组中的Sum模块和Gain模块；Continuous组中的Transfer Fcn模块和Integrator模块；Sinks组中的Scope模块； 6图2-47 模型编辑窗口7n (3)修改模块参数： 双击模块图案，则出现关于该图案的对话框， 通过修改对话框内容来设定模块的参数8图2-48加法器模块对话框描述加法器描述加法器三路输入的三路输入的符号，符号，| |表示表示该路没有信该路没有信号，用号，用|+-|+-取取代原来的符代原来的符号。

得到减号得到减法器 9图2-49传递函数模块对话框例如，0.002s+1是用向量[0.002 1]来表示的 分子多项式系数 分母多项式系数 10图2-50阶跃输入模块对话框阶跃时刻，可改到0 阶跃值，可改到10 11图2-51增益模块对话框填写所需要的放大系数 12图2-52 Integrator模块对话框积分饱和值,可改为10积分饱和值,可改为-1013(4)模块连接 n以鼠标左键点击起点模块输出端，拖动鼠标至终点模块输入端处，则在两模块间产生“→”线n单击某模块，选取Format→Rotate Block菜单项可使模块旋转90°；选取Format→Flip Block菜单项可使模块翻转n把鼠标移到期望的分支线的起点处，按下鼠标的右键，看到光标变为十字后，拖动鼠标直至分支线的终点处，释放鼠标按钮，就完成了分支线的绘制14图2-53比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型仿真启动按钮152.6.3 仿真模型的运行n(1)仿真过程的启动：单击启动仿真工具条的按钮 或选择Simulation→Start菜单项，则可启动仿真过程，再双击示波器模块就可以显示仿真结果。

n(2)仿真参数的设置：为了清晰地观测仿真结果，需要对示波器显示格式作一个修改，对示波器的默认值逐一改动改动的方法有多种，其中一种方法是选中SIMULINK模型窗口的Simulation→Configuration Parameters菜单项，打开仿真控制参数对话框，对仿真控制参数进行设置 16图2-54 SIMULINK仿真控制参数对话框仿真的起始时间 结束时间修改为0.6秒 17图2-55 修改控制参数后的仿真结果启动Scope工具条中的“自动刻度”按钮把当前窗中信号的最大最小值为纵坐标的上下限，得到清晰的图形 自动刻度182.6.4 调节器参数的调整图2-56 无超调的仿真结果系统转速的响应是无超调、但调节时间很长； 19图2-57 超调量较大的仿真结果系统转速的响应的超调较大、但快速性较好 20nSIMULINK软件的仿真方法为系统设计提供了仿真平台，可以选择合适的PI参数，满足系统的跟随性能指标n在《自动控制理论》课程中讨论了多种PI调节器的设计方法，MATLAB也为它们的实现提供了模块n关于直流电动机调速系统的PI设计，将在第3章中作详细的论述。