南通大学电机控制技术论文题目：试论双闭环直流调速系统性能改善的根本原因姓名：于培培班级：电102学号：1012021037指导教师：吴晓专业：电气工程及其自动化南通大学电气工程学院2013年04月目录摘要.....................................................3关键字...................................................31引言.....................................................3一转速、电流双闭环直流调速系统基本原理1双闭环直流调速系统的组成.............................32双闭环直流调速系统的静特性...........................43双闭环调速系统的动态特性.............................54双闭环直流调速系统的启动特性..........................6二基于MATLAB/SIMULINK的调速系统的仿真1转速单闭环直流调速系统的simulink仿真.................62双闭环直流调速系统的simulink仿真.....................8小结...................................................11参考文献...............................................112摘要转速电流双闭环调速系统是最典型的直流调速系统,利用电流调节器和转速调节器控制,可以无限逼近理想启动过程。本文分析了系统的控制原理，建立了系统的动态数学模型，并利用MATLAB中的Simulink进行了系统建模仿真,给出了仿真结果。通过对结果的分析进一步验证了双闭环调速系统的优越性。关键字双闭环调速，MATLAB/Simulink仿真引言直流电动机具有良好的运行和控制特性，仍有广阔的应用市场。建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理，也是交流调速控制的基础。为了提高生产效率和加工质量，充分利用晶闸管元件及电动机的过载能力，要求实现理想的启动。转速、电流双闭环直流调速系统是国内外使用最广泛的直流调速系统，具有启制动快速、突加负载时动态速降小、静态性能良好等优点。MATLAB中的Simulink提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。Simulink已被广泛应用于控制理论，具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，给分析双闭环调速系统的动态模型带来很大的方便。本文首先阐述了双闭环直流调速系统的静态特性、动态特性和启动特性。然后，利用MATLAB/Simulink搭建双闭环直流调速系统仿真模型，通过仿真结果说明双闭环直流调速系统有良好的动态特性。一转速、电流双闭环直流调速系统基本原理1双闭环直流调速系统的组成转速一电流双闭环直流调速系统的结构如图1所示。图中，M为直流电动机，TG为测发电机，ASR为转速调节器，ACR为电流调节器，GT为触发器，TA为电流互感器，VT整流装置。Un*为转速给定电压，Un为转速反馈电压，Ui*为电流给定电压，Ui为电流反馈电压，Uc为控制电压，Ud0为电枢端电压。两个调节器之间实行串级联接，转速调节器ASR的输出是电流调节器ACR的输入，其输出Uc控制电力电子变换器。从闭环结构上看，转速环在外环，电流环在内环，这就构成了转速一电流双闭环直流调速系统。电动机的转速和电流分别由两个独立的调节器控制，系统中设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR。可见，电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环（内环）；转速调节器ASR和转速检测反馈环节构成了转速环（外环）。ASR和ACR均为PI调节器，输入输出均设有限幅电路。3UiLMUd0IdEnifUn*UnUtgTGUPE3TAUiUc*ASRACR图1转速一电流双闭环直流调速系统2双闭环直流调速系统的静特性双闭环调速系统的稳态特性如图2所示。在正常负载时，双闭环调速系统的速度调节器ASR不饱和，依靠ASR的调节作用，表现为转速无静差，保证系统具有较硬的机械特性（稳态运行无静差）。如图2中的n0～A段。电动机负载加重时，转速下降，ASR迅速进入饱和状态，同时输出限幅值。ASR失去了调节作用，转速外环呈现开环状态，系统在固定的最大给定电流作用下，依靠电流环对电流继续进行调节，系统由恒转速变为恒电流调节，如图2中的AB段所示。实际特性如虚线所示。从静特性上看，转速环要求电流迅速地跟随转速变化，而电流环则力图保持电流不变，这种性能有使静特性变软的趋势，但它对包在外面的速度反馈环来说相当于一种扰动作用。当...