文档介绍：广东工业大学实验报告材料与能源学院 高分子材料与工程专业3班成绩评定 学号:3109007045姓名:黄野 教师签名 实验题目:转速反馈单闭环直流调速系统仿真实验目的与要求了解直流电机模型掌握转速负反馈速系统的静特性方程学会转速负反馈系统稳态分析和相关公式推导实验方案直流电机模型框图如下图所示,仿真参数为Z6,T/=,7>0・045,Ce=,仿真时间5s。图1直流电机模型2、闭环仿真:在上述仿真基础上,添加转速闭环控制器,转速指令为1130rpm,0〜,电机空载,即Id=O;〜5s,电机满载,即Id=55Ao(1)控制器为比例环节:试取不同kp值,画出转速波形,求稳态时n和s并进行比较。若kp=]100%ode45Ready空载时的转速nl=948r/min 负载时的转速n2=920r/min静差率s二(948-920)/%若kp=2o/ta自爲理直卢中了仝上►■p~ 2爭出©够二”尿ns®Ready (100% | | |:0图2转速闭环直流电机调速控制框图待校正的系统传递函数:G($)=(+1)T=8K0T02=,其参数的选取:t=4To=+(s)=~~0・064$\Scope-|n|x|:0超调量(1290-1130)/1130=%响应时间约为:0・17s静差率S二(1130-1128)71128=%若将PI控制器改为:Gc(s)=1+□Iha站电龜會■丽—丽五 31国崔圃聆蜃I号凰IB㉚Ready 1100% | ode45 /超调量。%=(-1130)/1130=%响应时间约为:(1130-1127)/1127=%将波形放大后发现第二种比例积分控制器的抗扰性差于第一种。3、分析结合《口动控制系统》相关知识,对上述结果进分析。以上仿真采用的是串联综合法校正。有比例调节和比例积分调节。由以上的仿真结果分析:对于转速反馈单闭环直流调速系统,仅采用比例调节的效果不佳,转差率较大,约达到15%,抗干扰性也较差。若加入比例积分调节器,就有比较的调节效果,虽然有一定的超调量,但是转差率很小,抗干扰性也较好,调节时间也很短,如第二题中的第一种比例积分调节器。1系统稳态结构,对应于图(1)的转速负反馈系统,在分析其稳态特性时,假定以下条件:(1)每上环节的输入输出关系在工作点附近作线性近似;(2)系统工作在V-M系统开环机械特性的连续段;(3)忽略直流电源和电位器的内阻。测速发电机:晶闸管变流器与触发装置:u小皿放大器:叽心叭电压比较环节:^un=un-un综上各环节的稳态关系式,可以画出系统的稳态结构图,如图(2)(a)所示,图中方块中的符号是相应环节的放大系数,或称传递系数。对应于开环调速系统的稳态结构图如图(2)(b)所示。2系统静特性方程,从闭环调速系统各环节的稳态关系式中消去中间变量,可得转速负反馈调速系统静特性方程式kPtun~ij(1)此处是图(2)(a)(b)式中k=kpk^/ce(2)。式(1)表示闭环系统电动机转速与负载电流(或电磁转矩)的静态关系,称为调速系统的静特性,它和开环系统的机械特性类似,但概念上却有本质的不同。式(2)表示闭环系统的开环放人系数,它相当于在测速发电机输出端把反馈回路断开,从放大器的输入一直到测速发电机的输出所包含的各个环节的放大系数的乘积,是电动机的放大系数(丄二送)。GE由稳态结构图方知,为系统参考输入量,IdR系统的扰动输入量,它们分别作用于系统,求出系统的输岀量。由于认为系统是线性的,将系统的输出量进行叠加,也可以得到式(1)的系统静特性方程式。(a)(b)图2闭环、开环调速系统的檢态结构图• ■■••■••••••3转速负反馈系统稳态分析(1)在相同(2)负载条件下,闭环系统的转速降落△為和开环降落△妬相比,减少了(1+K)倍,即由^n<)P=—idAncx=An(>p(3)。Ce在开环调速系统,当负载增大时,变流器输出电压弘"保持不变,转速降低,电动机反电势减少,电动机电磁转矩增大,使系统在新的较低的转速上运行。在闭环调速系统中,当负载增大时,变流器输出电压血。会随之增大,系统工作在新的机械特