内容发布更新时间 : 2024/6/16 8:53:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

基于Matlab双闭环直流调速系统的仿真

摘要:根据双闭环直流调速系统原理, 采用工程设计方法系统的动、静态性能指标设计调节器参数,并运用Matlab的Simulink和PowerSystem工具箱、系统电气原理结构图的仿真方法,实现了转速电流双闭环直流调速系统的建模与仿真。本文突出介绍了调速系统的建模和调节器、直流电机模块互感等参数的设置,给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果,根据仿真结果验证仿真模型以及调节器参数设置是否正确。

关键词:双闭环;参数设置;互感;仿真

在双闭环直流电动机调速系统中,调节器参数的设置根据工程设计方法可以实现。在实际仿真中，由于直流电机有很多类型, 采用Matlab中直流电机通用模块并设置互感参数来代替各种类型的直流电机,并验证系统设计参数的正确性。本文通过Matlab的工具箱中PI调节器和直流电机模块，根据调速系统数学模型建立以及设置调节器参数的基础上, ,对此系统进行仿真,根据仿真的结果可以验证模型及参数设置是否正确。

1 双闭环直流调速系统的工作原理

双闭环直流调速系统原理框图如图1所示,该系统主电路采用三相桥式晶闸管装置电路。转速调节器ASR设置输出限幅,以限制最大起动电流，控制电路采用典型的转速、电流双闭环系统。根据系统运

*Un行的需要,当给定电压后,ASR输出饱和,电机以最大的允许电流起

动,使得电机转速很快上升,达到给定的速度后转速超调,ASR退饱和,电机电枢电流下降,经过两个调节器的调节作用,使系统很快得到稳

态。

双闭环调速系统的实际动态结构框图如图2所示,该系统包括转速调节器、电流调节器、电机的数学模型外,还包括滤波环节,包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节,其目的是经过给定信号和反馈信号相同的延时,使二者在时间上得到恰当的配合,从而使设计更加方便。

当按工程设计方法来设计转速、电流调节器时,应根据先内环后外环的通用原则,首先设计电流调节器,然后把整个电流环看作是转

速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器。

2 双闭环调速系统的建模步骤 2.1 转换环节的建模

根据双闭环调速系统的动态结构框图可知,当电流调节器ACR输出最大限幅时,整流桥输出最大电压值Ud0(max),即电流调节器输出信号与整流桥输出电压成正比,但在Matlab中同步触发器的输入信号为导通角α,整流桥Ud0输出电压与导通角α的关系为:

Ud0= Ud0(max)cosα

由上式可知,在仿真过程中电流调节器的ACR输出信号不能直接同步触发器的输入端,必须经过适当转换,使得ACR的输出信号同整流桥的输出电压对应，即ACR输出信号为0时,整流桥的输出电压为

*U0,ACR输出达到限幅i(10V)时,整流桥输出电压为最大值Ud0(max),

转换模块如图3所示。

根据转换模块可以得到,当电流调节器ACR输出电压为0时,同步6脉冲触发器的输入信号α为90°,整流桥输出电压为0;当电流调节