内容发布更新时间 : 2024/5/4 10:57:27星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

直流调速系统仿真

--MATLAB仿真技术大作业 1、电机开环特性

电机电枢联接500V直流电源。

画出转速n的波形，根据仿真结果求出空载和负载时的转速n以及静差率s。

空载转速：2500 rad/s 负载转速：2300rad/s 静差率：0.08 2、转速闭环控制

为了改善电机调速性能，对该直流电机加入转速闭环控制。 将电机电枢联接至受控电压源。转速控制器使用比例-积分控制器，转速指令为2500rpm。调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。

调节PI分别为0.43，10时响应最好，

①画出转速n的波形，这时超调量：3.84%，动态响应时间：0.09s

②画出电机电枢电流波形，起动时的最大电枢电流为：2094A，负载时的稳态电枢电流为：100A

3、改善电机起动特性

电机起动时有很大的冲击电流。

通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法，限制电机的起动电流，斜坡函数的斜率为5000，画出转速n和电枢电流的波形。

4、降压斩波器供电

画出转速n和电枢电流的波形，并与使用理想受控电源的情况进行比较。 左下图为参考转速与实际转速的差波形。

①从转速图中看，在1.5s加入负载时，3中出现了一个较明显的凹陷，这是因为突然加入负载，使得转速下降，但经过闭环调节又恢复了原速。在4中，其实放大看也是有凹陷的，但是因为4中通过PWM控制使得在转速不大时便能回到稳态值。

②从电枢电流波形看，4中在条件变化时都出现了振荡，这也是因为电压受开关控制造成的。而且在0~0.5s，起动阶段由于波速差由大振荡衰减小，经过闭环调节，电枢电流振荡减小；之后因为参考波速一直以恒定斜率增大，波速差固定，电枢电流稳定在一个值下，但并不是10A。在0.5s，参考波速不再增大，在经过闭环调节后，波速差稳定为0，因为在空载状态，所以电枢电流也为0。而调节过程因为波速忽大忽小，所以电枢电流振荡衰减。 同样的，在1.5s加入负载时，波速突然减小，波速差振荡衰减，到最后，波速差恢复为0，此时电枢电流为100A。在3中，只有闭环调节作用，没有振荡。 5、简化降压斩波器

降压斩波器只使用一只IGBT和一只二极管。画出转速n和电枢电流的波形，并与第4问的波形进行比较。

右上图为参考转速与实际转速的差波形。 ①从转速波形看，5中的转速又出现了小凹陷，我们可以看到在1.5s时刻，转速差很大，并不能有效地限制转速变化，.

②从电枢电流波形看，4的纹波要比5中的小，而且冲击电流也较小。在0~0.5s时依然转速差固定，存在不为100A的电枢电流。在0.5s~1.5s时，转速差为一恒定负值，所以在经

过PI环节后相差越来越大，远远超过PWM发生器内载波幅值，IGBT上的信号一直为低电平，所以电枢电流恒定为0。在1.5s以后，同理，出现了更大的转速差，更大的冲击电流，然后振荡衰减。