基于Matlab双闭环直流调速系统的仿真
摘要根据双闭环直流调速系统原理采用工程设计方法系统的动、静态性能指标设计调节器参数并运用Matlab的Simuli
k和PowerSystem工具箱、系统电气原理结构图的仿真方法实现了转速电流双闭环直流调速系统的建模与仿真。本文突出介绍了调速系统的建模和调节器、直流电机模块互感等参数的设置给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果根据仿真结果验证仿真模型以及调节器参数设置是否正确。关键词双闭环参数设置互感仿真
在双闭环直流电动机调速系统中调节器参数的设置根据工程设计方法可以实现。在实际仿真中，由于直流电机有很多类型采用Matlab中直流电机通用模块并设置互感参数来代替各种类型的直流电机并验证系统设计参数的正确性。本文通过Matlab的工具箱中PI调节器和直流电机模块，根据调速系统数学模型建立以及设置调节器参数的基础上对此系统进行仿真根据仿真的结果可以验证模型及参数设置是否正确。
1双闭环直流调速系统的工作原理
双闭环直流调速系统原理框图如图1所示该系统主电路采用三
相桥式晶闸管装置电路。转速调节器ASR设置输出限幅以限制最大
起动电流，控制电路采用典型的转速、电流双闭环系统。根据系统运
行的需要当给定电压
U


后ASR
输出饱和电机以最大的允许电流起
动使得电机转速很快上升达到给定的速度后转速超调ASR退饱和
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电机电枢电流下降经过两个调节器的调节作用使系统很快得到稳态。
双闭环调速系统的实际动态结构框图如图2所示该系统包括转速调节器、电流调节器、电机的数学模型外还包括滤波环节包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节其目的是经过给定信号和反馈信号相同的延时使二者在时间上得到恰当的配合从而使设计更加方便。
当按工程设计方法来设计转速、电流调节器时应根据先环后外
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环的通用原则首先设计电流调节器然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节再设计转速调节器。
2双闭环调速系统的建模步骤
21转换环节的建模
根据双闭环调速系统的动态结构框图可知当电流调节器ACR输
出最大限幅时整流桥输出最大电压值Ud0max即电流调节器输出信
号与整流桥输出电压成正比但在Matlab中同步触发器的输入信号为
导通角α整流桥Ud0输出电压与导通角α的关系为
Ud0Ud0maxcosα
由上式可知在仿真过程中电流调节器的ACR输出信号不能直接
同步触发器的输入端必须经过适当转换使得ACR的r