《机电控制系统分析与设计》课程大作业一
基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：姓名：
f一、设计参数
转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H桥PWM方式驱动。电机参数：额定功率200W；额定电压48V；额定电流4A；额定转速500rmi
；电枢回路总电阻R8Ω；允许电流过载倍数λ2；电势系数Ce004Vmi
r；电磁时间常数TL0008s；机电时间常数Tm05；电流反馈滤波时间常数Toi02ms；转速反馈滤波时间常数To
1ms要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压U
mUim10V；两调节器的输出限幅电压为10V；PWM功率变换器的的开关频率f10kHz；放大倍数K48；动态参数设计指标：稳态无静差；电流超调量i5；空载启动到额定转速时的转速超调量25；过渡过程时间ts05s。二、
设计计算
1稳态参数计算根据两调节器都选用PI调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限幅值均选择为12V电流反馈系数；
Uim10V125VAI
om24A
U
m10V转速反馈系数：002Vmi
r
max500rmi

2电流环设计（1）确定时间常数电流滤波时间常数Toi02ms，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则
TiTsToi000010000200003s
f（2）选择电流调节器结构电流环可按典型Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI调节器，其传递函数为
WACRsKi
is1is
（3）选择调节器参数超前时间常数：iTL0008s电流环超调量为σ
i
5，电流环开环增益：应取KITi05，则
KI
0505166667Ti00003
于是，电流调节器比例系数为
KiKI
（4）检验近似条件
iR000881666671778Ks12548
电流环截止频率ciKI1666671s1）近似条件1：ci
13Ts
现在，
11333333ci，满足近似条件。3Ts00003
2）近似条件2：ci3
1TmTL
现在，3
1134743ci，满足近似条件。050008TmTL
3）近似条件3：ci
113TsToi
现在，
1111235702ci，满足近似条件。3TsToi30000100002
（5）MATLAB仿真
f未经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应
未经过小参数环节合并的电流环频率响应源程序sys1tf1000021sys2tf1000011sys3tf16666710figure1margi
sys1sys2sys3holdo
figure2closys1sys1sys2sys31sys1sys2sys3
ft00001008stepclosys1tgrido

经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应
r