双闭环直流系统仿真

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1、控制系统仿真班级自动化071姓名朱君学号200706070130日期2010-5-13双闭环直流系统仿真转速、电流双闭环直流调速系统结构ASR-转速调节器ACR-电流调节器TG-测速发电机TA-电压互感器UPE-电力电子变换器题目：有一转速，电流双闭环环直流调速系统，主电路采用三相桥式整流电路，基本数据如下：直流电动机：220V,140A，1500r/min，Ce=0.138Vmin/r，允许过载倍数=1.2;晶体管装置放大系数Ks=40;电枢回路总电阻R=0.25;时间常数Tl=0.03s,Tm=0.15s;电流反馈滤波时间常数To

2、i=0.002s,转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s,设计调节器输入输出电压Unm=UimUnm=10V,调节器输入电阻Ro=40KΩ。设计要求：稳态无静差，要求电流超调量小于等于5％;空载起动到额定转速时的转速超调量小于等于10％，α=0.008V.min/rβ=0.045V/A设计电流调节器1.确定时间常数1）整流装置滞后时间常数Ts。按表，三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。2）电流滤波时间常数Toi。三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms,为了基本滤平波关，应有（1~2）Toi=3.3ms,因此取Toi=2ms

3、=0.002s。3）电流环小时间常数之和Ti。按小时间常数近似处理，取Ti=Ts+Toi=0.0037s2.根据题目要求电流调节结构可选用PI调节器3.计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数：τi=Tl=0.03s。电流环开环增益：要求τi<=5％时，取KiTi=0.5,因此Ki===135.1/s于是，ACR的比例系数为Ki=1.0134.校验近似条件电流环截止频率：ci=KI=135.1/s(1)晶闸管整流装置传递的近似条件==196.1/s满足近似条件。(1)忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件=44.72/s满足近似条件。

4、(2)电流环小时间常数近似处理条件==180.8/s满足近似条件。设计速度调节环1.确定时间常数(1)电流环等效时间常数1/KI,1/KI=20.0037s=0.0074s(2)转速滤波时间常数Ton=0.02s。(3)转速环小时间常数=0.0074s+0.01s=0.0274s2.选择电流调节器结构根据设计要求，采用PI结构。3.计算转速调节器参数为保证稳态无静差，选定h=5，则转速调节器的超前时间常数为τon=50.0274S=0.137S转速开环增益==159.8转速调节器的比例系数===4.534.校验近似条件转速环截止频率=

5、=21.9(1)电流环传递函数简化条件为==63.7满足简化条件。(2)转速环小时间常数近似处理条件==27.4满足近似条件。1.核实超调量当h=5,由查表得ΔCmax/Cb=81.2%σn=281.2%1.21400.25/(0.1381500)0.0274/0.15=6.01%<10%满足设计要求。仿真图以上参数电流超调有点大改变ACR传递函数为0.45+15.88/s得到的仿真结果所得结果电流超调较好波形较好系统能恒流升速系统扰动从1到10仿真系统扰动从1到50系统仿真可以从仿真结果看出系统扰动的增大增大了电流的最后输出对转速影

6、响较小