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反馈闭环控制系统Simulink仿真 带电流补偿电压内环 直流调速

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发表于 2020-4-10 15:41:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
反馈控制系统的规律是:一方面能够有效地抑制一切被包在负反馈环内前向通道上的扰动作用,反馈闭环控制系统对于被负反馈环包围的前向通道上的一切扰动(Kp变化、电网波动、电阻变化、励磁变化)都能有效的加以抑制;另一方面,则紧紧的跟随着给定作用,对给定信号的任何变化都是唯命是从的。反馈控制系统紧紧跟随给定作用是对给定信号(给定稳压电源Un、反馈量检测元件精度a)的任何变化唯命是从。
速度调节及抗负载和电网扰动,采用电压内环的三PI调节器,可获得良好的动静态效果。为保证快速性,电压环采用比例调节器。电流环校正成典型Ⅰ型系统。为使系统在阶跃扰动时无稳态误差,并具有较好的抗扰性能,速度环设计设计成典型Ⅱ型系统。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法,用Simulink做了带电流补偿的电压负反馈直流调速系统进行仿真综合,分析系统的动态性能,并进行校正,得出正确的仿真波形。
在直流调速系统中,转速、电流双闭环直流调速系统是应用最广的直流调速系统,传统的设计方法为工程设计方法,它对被控对象的模型做了理想化和近似处理,故工程设计方法是一种近似的设计,而对一些高性能系统要求起制动超调小、动态速降小、恢复时间短,则需采用更为先进的控制策略。本文对三闭环直流调速系统进行设计并仿真。仿真结果表明:电压内环的三闭环调节器使能系统具有更好的调节品质,具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。
为了获取良好的静、动态性能,电压、转速和电流调节器一般都采用PI调节器,文中设计了两个调节器输入输出电压均标出实际极性,它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的,并考虑到运算放大器的倒相作用。还有调节器的输出都是带限幅作用的,限制电压决定了它们的输出最大值。
本文通过对带电压内环的三闭环直流调速系统各参数的计算,设计出系统的MATLAB仿真模型,通过仿真可以看到,系统可以实现调速、扰动等功能。
目  录
第一章 设计任务        1
一、 设计目的        1
二、 设计内容        1
三、 实验(设计)仪器设备和材料清单        1
四、 设计要求        1
1. 技术参数        1
2. 设计要求        2
3. 电机拖动控制系统设计与仿真        2
第二章 理论设计        3
一、 方案论证        3
二、 系统设计        3
1. 电压调节器设计        3
(1) 选择电压调节器结构        3
(2) 计算电压调节器参数        4
2. 电流调节器设计        4
(1) 选择电流调节器结构        5
(2) 计算电流调节器参数        5
3. 转速调节器设计        5
(1) 选择转速调节器结构        6
(2) 计算转速调节器参数        6
三、 近似校验条件:        7
第三章 系统建模及仿真实验        8
一、 MATLAB仿真软件介绍        8
二、 仿真建模及实验        8
1. 双闭环仿真实验        8
2. 三闭环仿真实验        10
第四章 结论与心得体会        13
一、 结论        13
二、 心得体会        13
第五章 参考文献        14
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