【直流电机】直流电机双闭环调速系统仿真【含Matlab源码 2368期】-程序员宅基地

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二、双闭环直流调速系统的MATLAB仿真

1 双闭环调速系统的组成
开环直流调速系统调节控制电压U。就可改变电动机的转速。如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速,但是,对静差率有较高要求时,开环调速系统往往不能满足要求。这时就要采用闭环调速系统。

采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是,如果对系统的动态性能要求较高,单环系统就难以满足需要。这时就要考虑采用转速、电流双环控制的直流调速系统。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流。二者之间实行嵌套(串联)联接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。两个调节器的输出都是带限幅作用的,转速调节器ASR的输出限幅电压Uim*:决定了电流给定电压的最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子电换器的最大输出电压Udm。

双闭环调速系统的组成,如图1所示。
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2 MATLAB工具箱及SIMULINK简介
MATLAB是目前控制系统计算机辅助设计实用且有效的工具。它有先进和流行的控制策略工具箱,如鲁棒控制、神经网络、模糊预测控制、非线性控制设计、模糊逻辑工具箱等。可以说目前理论界和工业界广泛应用和研究的控制算法,几乎都可以在MATLAB中找到相应的工具箱。MATLAB的工具箱里,软件内容丰富,系统门类齐全。其中,SIMULINK仿真工具是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统,也支持具有多种采样频率的系统。在SIMULINK环境中,利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型,然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口,采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比,具有更直观、方便、灵活的优点。SIMULINK包含有SINKS (输接与接口)和EXTRA(其他环节)子模型库,而且每个子模型库中包含有相应的功能模块。用户也可以定制和入方式)、SOURCE (输入源)、LINEAR (线性环节)、NONLINEAR(非线性环节)、CONNECTIONS(连创建用户自己的模块。用SIMULNK创建的模型可以具有递阶结构,因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型,然后用鼠标双击其中的子系统模块,来查看其下一级的内容,以此类推,从而可以看到整个模型的细节,帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后,用户可以通过SIMULINK的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便,而命令行方式对于运行一大类仿真非常有用。采用SCOPE模块和其他的画图模块,在仿真进行的同时,就可观看到仿真结果。除此之外,用户还可以在改变参数后来迅速观看系统中发生的变化情况。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。

由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的,因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。

三、运行结果

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四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1]龚元吉.双闭环直流调速系统的MATLAB仿真[J].科技展望. 2014(03)

3 备注
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