雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)與Matlab仿真驗(yàn)證的設(shè)計(jì)資料說(shuō)明

　　由課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的內(nèi)容可知，本次課程設(shè)計(jì)要求采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，對(duì)不可逆生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，電流超調(diào)量σ，≤5%，空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)速的超調(diào)量。≤10%的穩(wěn)態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)要求。

　　為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，可以將電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成PI調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)利用其特點(diǎn)消除穩(wěn)態(tài)誤差。為了滿足電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量的指標(biāo)，在對(duì)電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)機(jī)器選取參數(shù)時(shí)，可以根據(jù)課本上提供的參數(shù)表格分析具體數(shù)據(jù)情況選取符合特定要求的參數(shù)值。

　　要實(shí)現(xiàn)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需先對(duì)控制系統(tǒng)的組成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚調(diào)速系統(tǒng)每個(gè)組成部分的作用，弄清楚轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的工作原理，合理選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)以便進(jìn)行合理的工程設(shè)計(jì)。

　　此外，通過(guò)計(jì)算分析確定了直流調(diào)速系統(tǒng)各部分參數(shù)后，利用matlab軟件繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖對(duì)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和突然磁場(chǎng)減半后的結(jié)構(gòu)仿真，這就需要我們熟練掌握matlab軟件的基本操作方法，尤其是該軟件中simulink模塊的熟練運(yùn)用。

　　雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，是在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用PI調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差調(diào)速，采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動(dòng)時(shí)的最大電流。這對(duì)一般的要求不太高的調(diào)速系統(tǒng)，基本上已能滿足基本要求，但電流環(huán)只是在超過(guò)臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖2-1- （1）所示。當(dāng)電流從最大值降低下來(lái)以后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減小，起動(dòng)（調(diào)整時(shí)間1， ）的時(shí)間就比較長(zhǎng)。

　　在實(shí)際工作中為了盡快縮短過(guò)渡時(shí)間，希望能夠充分利用晶閘管元件和電動(dòng)機(jī)所允許的過(guò)載能力，使起動(dòng)的電流保護(hù)在最大允許值上，并且始終允許最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來(lái)，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過(guò)程波形如圖2-1- （2）所示，這時(shí)，啟動(dòng)電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長(zhǎng)的。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得到的最快的起動(dòng)過(guò)程。