雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設計與Matlab仿真驗證的設計資料說明

　　由課程設計任務書的內(nèi)容可知，本次課程設計要求采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，對不可逆生產(chǎn)設備進行控制，以實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量σ，≤5%，空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速的超調(diào)量?！?0%的穩(wěn)態(tài)和靜態(tài)指標要求。

　　為了實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無靜差，可以將電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設計成PI調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)利用其特點消除穩(wěn)態(tài)誤差。為了滿足電流超調(diào)量和轉(zhuǎn)速超調(diào)量的指標，在對電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)機器選取參數(shù)時，可以根據(jù)課本上提供的參數(shù)表格分析具體數(shù)據(jù)情況選取符合特定要求的參數(shù)值。

　　要實現(xiàn)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設計需先對控制系統(tǒng)的組成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚調(diào)速系統(tǒng)每個組成部分的作用，弄清楚轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)的工作原理，合理選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)以便進行合理的工程設計。

　　此外，通過計算分析確定了直流調(diào)速系統(tǒng)各部分參數(shù)后，利用matlab軟件繪制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖對穩(wěn)態(tài)運行和突然磁場減半后的結(jié)構(gòu)仿真，這就需要我們熟練掌握matlab軟件的基本操作方法，尤其是該軟件中simulink模塊的熟練運用。

　　雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，是在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用PI調(diào)節(jié)器，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)速，采用電流截止負載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動時的最大電流。這對一般的要求不太高的調(diào)速系統(tǒng)，基本上已能滿足基本要求，但電流環(huán)只是在超過臨界電流值以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想的控制電流的動態(tài)波形。帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖2-1- （1）所示。當電流從最大值降低下來以后，電機轉(zhuǎn)矩也隨之減小，起動（調(diào)整時間1， ）的時間就比較長。

　　在實際工作中為了盡快縮短過渡時間，希望能夠充分利用晶閘管元件和電動機所允許的過載能力，使起動的電流保護在最大允許值上，并且始終允許最大值，使電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動，到達穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運行。這樣的理想起動過程波形如圖2-1- （2）所示，這時，啟動電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限制時調(diào)速系統(tǒng)所能獲得到的最快的起動過程。