附件1：
学 号：
课 程 设 计
题 目
直流双环系统（二）设计仿真分析（五）
学 院
动化学院
专 业
电气工程动化
班 级
班
姓 名
指导教师
年
月
日
附件2：
课程设计务书
学生姓名： 专业班级： 电气班
指导教师： 工作单位： 动化学院
题 目 直流双环系统（二）设计仿真分析（四）
初始条件：
转速电流双闭环控制H形双极式PWM直流调速系统电动机参数： 电枢电阻电枢回路总电阻允许电流载倍数电势系数电磁时间常数机电时间常数电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数调节器输入输出电压调节器输入电阻电力晶体开关频率PWM环节放倍数
求完成务 （包括课程设计工作量技术求说明书撰写等具体求）
试该系统进行动态参数设计设计指标：稳态静差电流超调量空载起动额定转速时转速超调量渡程时间画出系统结构框图计算：
(1) 电流反馈系数β转速反馈系数α
(2) 设计电流调节器计算电阻电容数值（取）
(3) 设计转速调节器计算电阻电容数值（取）
（4）电机带载（风机泵类负载）启动额定转速观察录电机转速电流等
波形进行分析
时间安排：2013522 布置课程设计题目
2013523 528 完成课程设计
20135．29 530 撰写课程设计报告
2013531 答辩交报告
指导教师签名： 年 月 日
系（责教师）签名： 年 月 日
摘
文首先分析单闭环调速系统存问题心欲控制电流转矩动态程起动程中 电流负反馈 没转速负反馈达稳态 转速负反馈起导作 电流负反馈仅电流动子系统原（转速）单闭环直流调速系统中添加电流负反馈构成转速电流双闭环直流调速系统
文直流双闭环调速系统设计进行分析直流双闭环调速系统原理进行说明介绍电路检测电路设计详细介绍电流调节器转速调节器设计参数选择计算满足工程设计参数指标
利MATLAB进行仿真电机满载启动额定转速稳定运行电动机磁场减少半观察录电机转速电流等波形进行分析
关键词：直流双闭环 调速系统 电流调节器 转速调节器 MATLAB
目 录
摘 IV
1转速电流双闭环直流调速系统静特性 1
11转速电流双闭环直流调速系统组成 1
12 稳态结构框图静特性 2
13 变量稳态工作点稳态参数计算 4
2转速电流双闭环直流调速系统调节器工程设计 4
21转速电流两调节器作 4
22调节器工程设计方法 5
221设计基思路 5
222电流调节器设计 6
223 转速调节器设计 7
224 转速调节器退饱时转速超调量计算 9
3 务求计算 9
31 计算 10
32电流环参数设计： 10
33 转速环参数设计： 11
4 系统仿真分析 13
41系统仿真原理图 13
42转速波形图分析 14
结束语 16
参考文献： 17
直流双环系统设计仿真分析
1转速电流双闭环直流调速系统静特性
采PI调节单转速闭环直流调速系统保证系统稳定前提实现转速静差果系统动态性求较高例：求快速起制动突加负载动态速降等等单闭环系统难满足需单闭环系统中心欲控制电流转矩动态程单闭环直流调速系统中电流截止负反馈专门控制电流超界电流值强烈负反馈作限制电流击理想控制电流动态波形
起动程中始终保持电流（转矩）允许值电力拖动系统加速度起动达稳态转速时立电流降转矩马负载相衡转入稳态运行实现允许条件快起动关键获段电流保持值恒流程反馈控制规律采某物理量负反馈保持该量基变采电流负反馈应该够似恒流程应该起动程中电流负反馈没转速负反馈达稳态转速希转速负反馈电流负反馈发挥作
11转速电流双闭环直流调速系统组成
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流分引入转速负反馈电流负反馈二者间实行嵌套（称串级）联接图11示转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制电力电子变换器UPE闭环结构电流环里面称作环转速环外边称作外环形成转速电流双闭环调速系统
获良静动态性转速电流两调节器般采PI调节器样构成双闭环直流调速系统原理图图12示图中标出两调节器输入输出实际极性电力电子变换器控制电压正电压情况标出考虑运算放器倒相作图中表示两调节器输出带限幅作转速调节器ASR输出限幅电压决定电流定电压值电流调节器ACR输出限幅电压限制电力电子变换器输出电压
+
TG
n
ASR
ACR
U*n
+
Un
Ui
U*i
+
Uc
TA
M
+
Ud
Id
UPE
M
TG
环
外 环
n
i
图11 转速电流双闭环直流调速系统
ASR转速调节器 ACR电流调节器 TG测速发电机
TA电流互感器 UPE电力电子变换器
+
+
TG
+
+
RP2
U*n
R0
R0
Uc
Ui
Ri
Ci
+
+
R0
R0
Rn
Cn
ASR
ACR
LM
RP1
Un
U*i
LM
+
M
TA
Id
Ud
M
TG
UPE
+
+
图12 双闭环直流调速系统电路原理图
12 稳态结构框图静特性
稳态结构图图13调节器饱时输出恒值相该调节环开环调节器饱时PI作输入偏差电压稳态时总零正常运行时电流调节器会达饱状态静特性说转速调节器饱饱两种情况
Ks
a
1Ce
U*n
Uc
Id
E
n
Ud0
Un
+
+
ASR
+
U*i
IdR
R
b
ACR
Ui
UPE
图13 双闭环直流调速系统稳态结构框图
转速反馈系数 电流反馈系数
1转速调节器饱
稳态时——转速电流反馈系数
图25静特性CA段CA段静特性理想空载状态直延续般额定电流静特性运行段水特性
2转速调节器饱
ASR输出达限幅值转速外环呈开环状态成电流静差单电流闭环调节系统稳态时 电流静特性书图25中AB段垂直特性样垂特性适合情况果ASR退出饱状态
双闭环调速系统静特性负载电流时表现转速静差转速负反馈起调节作负载电流达时应转速调节器饱输出时电流调节器起调节作系统表现电流静差电流动保护
13 变量稳态工作点稳态参数计算
两调节器饱时
转速n定电压决定ASR输出量负载电流决定控制电压时取决n者说时取决
P调节器输出量总正输入量PI调节器然PI调节器未饱时输出量稳态值输入积分终PI调节器输入零停止积分
转速反馈系数电流反馈系数
2转速电流双闭环直流调速系统调节器工程设计
21转速电流两调节器作
1 转速调节器作
（1） 转速调节器调速系统导调节器转速n快定电压变化
稳态时减转速误差果采PI调节器实现静差
（2） 负载变化起抗扰作
（3） 输出限幅值决定电机允许电流
2 电流调节器作
(1)作环调节器转速外环调节程中作电流紧紧定电压（外环调节器输出量）变化
(2)电网电压波动起时抗扰作
(3)转速动态程中保证获电机允许电流加快动态程
(4)电机载甚堵转时限制电枢电流值起快速动保护作旦障消失系统立动恢复正常作系统运行说十分重
22调节器工程设计方法
必性 设计调节器须时解决稳准快抗干扰等方面相互矛盾静动态性求
性 电力拖动动控制系统低阶系统似事先研究低阶典型系统特性实际系统校正成典型系统设计程简便
建立调节器工程设计方法遵循原：
（1）概念清楚易懂
（2）计算公式简明记
（3）仅出参数计算公式指明参数调整方
（4）考虑饱非线性控制情况样出简单计算公式
（5）适种简化成典型系统反馈控制系统
221设计基思路
调节器设计程分作两步：
第步先选择调节器结构确保系统稳定时满足需稳态精度
第二步选择调节器参数满足动态性指标求
选择调节器结构时采少量典型系统参数系统性指标关系已事先找设计方法规范化减少设计工作量
工程设计方法设计转速电流双闭环调速系统两调节器先环外环首先设计电流调节器然整电流环作转速调节系统中环节设计转速调节器双闭环调速系统动态结构图图21处增加滤波环节包括电流滤波转速滤波两定信号滤波环节
IdL(s)
Ud0(s)
Un
+
+
Ui
ACR
1R
Tl s+1
R
Tms
U*I(s)
Uc(s)
Ks
Tss+1
Id
1
Ce
+
E
b
Tois+1
1
T0is+1
ASR
1
T0ns+1
a
Tons+1
U*n(s)
n(s)
电流环
E(s)
图21 双闭环调速系统动态结构框图
222电流调节器设计
1电流环结构图化简
转速变化电流变化慢电流环说反电动势变化较慢扰动电流瞬变程中认反电动势基变定滤波反馈滤波两环节等效移环时定信号改成电流环便等效成单位负反馈系统般作惯性群似作惯性环节时间常数
2 电流调节器结构选择
电流环应性应选典型I型系统应采PI型电流调节器传递函数写成—电流调节器例系数—电流调节器超前时间常数
3电流调节器参数计算
调节器零点控制象时间常数极点消选择中
希电流超调量选0707
4电流调节器实现
含定滤波反馈滤波模拟式PI型电流调节器原理图示图22图中电流定电压电流负反馈电压调节器输出电力电子变换器控制电压
导出
图22 含定滤波反馈滤波PI型电流调节器
223 转速调节器设计
1电流环等效闭环传递函数
电流环简化视作转速环中环节闭环传递函数
忽略高次项降阶似似条件
电流环转速环中应等效
原双惯性环节电流环控制象闭环控制似等效成较时间常数阶惯性环节表明电流闭环控制改造控制象加快电流作局部闭环（环）控制重功
2转速调节器结构选择
转速定滤波反馈滤波环节移环时定信号改成时间常数两惯性环节合起似成时间常数惯性环节
实现转速静差负载扰动作点前面必须积分环节应该包含转速调节器ASR中扰动作点面已积分环节转速环开环传递函数应两积分环节应该设计成典型Ⅱ型系统
ASR应该采PI调节器—转速调节器例系数—转速调节器超前时间常数
调速系统开环传递函数
开环增益
3 转速调节器参数计算
典型Ⅱ型系统参数关系般选择
4转速调节器实现
转速调节器参数电阻电容值关系
224 转速调节器退饱时转速超调量计算
突加定电压转速调节器快进入饱状态转速升定值时转速偏差电压变成负值ASR退出饱起动程中转速必然超调线性系统规律超调历饱非线性区域超调称作退饱超调退饱超调量等典型II型系统性指标中超调量
ASR饱时相转速环开环电流恒值延续时止退饱初始条件
考虑实际转速定转速差值
典型II型系统稳定运行突然负载减转速会产生动态速升恢复程样突卸负载速升程退饱转速超调程
典型II型系统抗扰性指标中基准值退饱转速超调基准值
转速超调量基准值应该基准值换算
外环响应环慢述工程设计方法设计环控制系统特点样做然利快速性控制环身稳定系统组成调试工作非常利
3 务求计算
初始条件：
转速电流双闭环控制H形双极式PWM直流调速系统电动机参数： 电枢电阻电枢回路总电阻允许电流载倍数电势系数电磁时间常数机电时间常数电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数调节器输入输出电压调节器输入电阻电力晶体开关频率PWM环节放倍数
31 计算
知：
知：
32电流环参数设计：
1确定时间常数
取：
电流滤波时间常数：
电流环时间常数：
2选择电流调节器结构
根设计求：电流超调量
电流环设计典I系统选择PI调节器传递函数
3选择电流调节器参数
ACR超前时间常数：
电流开环增益：求电流超调量应取
ACR例系数：
4校验似条件
电流环截止频率
（1）晶闸装置传递函数似条件：
满足似条件
（2）忽略反电动势电流环影响条件：
满足似条件
（3）时间常数似处理条件：
满足似条件
5调节器电阻电容：
似取
取
取
33 转速环参数设计：
1确定时间常数
电流环等效时间常数
转速滤波时间常数
转速环时间常数
2选择转速调节器结构
设计求静差求设计典II系统转速调节必须含积分环节ASR选择PI调节器传递函数
3选择转速调节参数
抗扰性较原 取h5ASR超前时间常数
转速环开环增益
ASR例系数
4校验似条件：
转速环截止频率：
（1）电流环传递函数简化条件：
满足简化条件
（2）时间常数似处理条件：
满足条件
5计算调节器电阻电容：
似取
取
取
6校验转速超调量：
h5时
满足求
4 系统仿真分析
41系统仿真原理图
根实验原理图文参数计算结果Matlab软件环境查找器件连线接成入图41示线路图
图41 双闭环直流调速系统仿真原理图
42转速波形图分析
图42双闭环直流调速系统转速仿真波形图
图43双闭环直流调速系统电流仿真波形图
图仿真波形出非常接理分析波形
波形中出启动中转速调节器历饱饱退饱三种情况整动态程分三阶段：电流升阶段恒流升速阶段转速调节阶段第阶段突加电压电枢电流迅速升速度调节器输入快达限幅值第二阶段ASR始终饱转速环相开环保持电流恒定拖动系统恒加速转速线形增加第三阶段转速达定值转速调节器电流调节器定电压反馈电压衡输入偏差零积分作输出出现超调转速超调转速调节器输入端出现负偏差电压退出饱状态进入线形调节阶段速度恒定变实际仿真结果基符合理分析
转速调节器作调速系统导调节器转速 n 快定电压变化稳态时减转速误差果采PI调节器实现静差负载变化起抗扰作输出限幅值决定电机允许电流
电流调节器作环调节器外环转速调节程中作电流紧紧定电压变化电网电压波动起时抗扰作转速动态程中保证获电机允许电流加快动态程
稳定运行3秒钟突然电机磁场减少半图42中出转速产生阶跃迅速升400减半额定速降会增转速升通转速环反馈电压会增电流降电流环转速环积分调节转速快稳定额定转速稳定电流实现静差调速
结束语
通次课程设计首先直流双闭环调速系统更深刻认识加深理解课堂学知识次应学会转速电流双闭环直流调速系统设计熟练掌握转速电流调节器参数选择计算设计基础更加认识直流双闭环调速系统应广泛性时认识时学中存问题掌握真正时候翻书查找资料课学知识限应课外资料拓展知识面丰富理知识时候忘实践动手力次课设提供机会理实践完美结合次Matlab进行仿真加深该软件解更加直观反映系统动态特性
做课程设计时候遇困难里感谢予帮助学
参考文献：
[1] 陈伯时 电力拖动动控制系统—运动控制系统第3版[M] 北京：机械工业出版社 2007
[2] 王兆安 黄俊 电力电子技术第4版[M] 北京：机械工业出版社 2000
[3] 彦硕 动控制原理[M] 北京：机械工业出版社 2006
[4] 洪刚 电力电子电力拖动控制系统MATLAB仿真[M] 北京：机械工业出版社 2006
[5] 王兆安电力电子技术北京：机械工业出版社2008
附件6：
科生课程设计成绩评定表
姓 名
性
专业班级
课程设计题目：
课程设计答辩质疑记录：
成绩评定：
设计态度认真遵守纪律（10分）
绘图仿真（20分）
电路设计参数计算正确（15分）
报告规范参考文献充分（10分）
独立完成（20分）
答辩（25分）
总分：___________
终评定成绩（优良中格格评定）
指导教师签字：
年 月 日
武汉 理工学
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学 号：
课 程 设 计
题 目
直流双环系统（二）设计仿真分析（五）
学 院
动化学院
专 业
电气工程动化
班 级
班
姓 名
指导教师
年
月
日
附件2：
课程设计务书
学生姓名： 专业班级： 电气班
指导教师： 工作单位： 动化学院
题 目 直流双环系统（二）设计仿真分析（四）
初始条件：
转速电流双闭环控制H形双极式PWM直流调速系统电动机参数： 电枢电阻电枢回路总电阻允许电流载倍数电势系数电磁时间常数机电时间常数电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数调节器输入输出电压调节器输入电阻电力晶体开关频率PWM环节放倍数
求完成务 （包括课程设计工作量技术求说明书撰写等具体求）
试该系统进行动态参数设计设计指标：稳态静差电流超调量空载起动额定转速时转速超调量渡程时间画出系统结构框图计算：
(1) 电流反馈系数β转速反馈系数α
(2) 设计电流调节器计算电阻电容数值（取）
(3) 设计转速调节器计算电阻电容数值（取）
（4）电机带载（风机泵类负载）启动额定转速观察录电机转速电流等
波形进行分析
时间安排：2013522 布置课程设计题目
2013523 528 完成课程设计
20135．29 530 撰写课程设计报告
2013531 答辩交报告
指导教师签名： 年 月 日
系（责教师）签名： 年 月 日
摘
文首先分析单闭环调速系统存问题心欲控制电流转矩动态程起动程中 电流负反馈 没转速负反馈达稳态 转速负反馈起导作 电流负反馈仅电流动子系统原（转速）单闭环直流调速系统中添加电流负反馈构成转速电流双闭环直流调速系统
文直流双闭环调速系统设计进行分析直流双闭环调速系统原理进行说明介绍电路检测电路设计详细介绍电流调节器转速调节器设计参数选择计算满足工程设计参数指标
利MATLAB进行仿真电机满载启动额定转速稳定运行电动机磁场减少半观察录电机转速电流等波形进行分析
关键词：直流双闭环 调速系统 电流调节器 转速调节器 MATLAB
目 录
摘 IV
1转速电流双闭环直流调速系统静特性 1
11转速电流双闭环直流调速系统组成 1
12 稳态结构框图静特性 2
13 变量稳态工作点稳态参数计算 4
2转速电流双闭环直流调速系统调节器工程设计 4
21转速电流两调节器作 4
22调节器工程设计方法 5
221设计基思路 5
222电流调节器设计 6
223 转速调节器设计 7
224 转速调节器退饱时转速超调量计算 9
3 务求计算 9
31 计算 10
32电流环参数设计： 10
33 转速环参数设计： 11
4 系统仿真分析 13
41系统仿真原理图 13
42转速波形图分析 14
结束语 16
参考文献： 17
直流双环系统设计仿真分析
1转速电流双闭环直流调速系统静特性
采PI调节单转速闭环直流调速系统保证系统稳定前提实现转速静差果系统动态性求较高例：求快速起制动突加负载动态速降等等单闭环系统难满足需单闭环系统中心欲控制电流转矩动态程单闭环直流调速系统中电流截止负反馈专门控制电流超界电流值强烈负反馈作限制电流击理想控制电流动态波形
起动程中始终保持电流（转矩）允许值电力拖动系统加速度起动达稳态转速时立电流降转矩马负载相衡转入稳态运行实现允许条件快起动关键获段电流保持值恒流程反馈控制规律采某物理量负反馈保持该量基变采电流负反馈应该够似恒流程应该起动程中电流负反馈没转速负反馈达稳态转速希转速负反馈电流负反馈发挥作
11转速电流双闭环直流调速系统组成
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流分引入转速负反馈电流负反馈二者间实行嵌套（称串级）联接图11示转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制电力电子变换器UPE闭环结构电流环里面称作环转速环外边称作外环形成转速电流双闭环调速系统
获良静动态性转速电流两调节器般采PI调节器样构成双闭环直流调速系统原理图图12示图中标出两调节器输入输出实际极性电力电子变换器控制电压正电压情况标出考虑运算放器倒相作图中表示两调节器输出带限幅作转速调节器ASR输出限幅电压决定电流定电压值电流调节器ACR输出限幅电压限制电力电子变换器输出电压
+
TG
n
ASR
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U*n
+
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+
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M
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图11 转速电流双闭环直流调速系统
ASR转速调节器 ACR电流调节器 TG测速发电机
TA电流互感器 UPE电力电子变换器
+
+
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图12 双闭环直流调速系统电路原理图
12 稳态结构框图静特性
稳态结构图图13调节器饱时输出恒值相该调节环开环调节器饱时PI作输入偏差电压稳态时总零正常运行时电流调节器会达饱状态静特性说转速调节器饱饱两种情况
Ks
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U*n
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图13 双闭环直流调速系统稳态结构框图
转速反馈系数 电流反馈系数
1转速调节器饱
稳态时——转速电流反馈系数
图25静特性CA段CA段静特性理想空载状态直延续般额定电流静特性运行段水特性
2转速调节器饱
ASR输出达限幅值转速外环呈开环状态成电流静差单电流闭环调节系统稳态时 电流静特性书图25中AB段垂直特性样垂特性适合情况果ASR退出饱状态
双闭环调速系统静特性负载电流时表现转速静差转速负反馈起调节作负载电流达时应转速调节器饱输出时电流调节器起调节作系统表现电流静差电流动保护
13 变量稳态工作点稳态参数计算
两调节器饱时
转速n定电压决定ASR输出量负载电流决定控制电压时取决n者说时取决
P调节器输出量总正输入量PI调节器然PI调节器未饱时输出量稳态值输入积分终PI调节器输入零停止积分
转速反馈系数电流反馈系数
2转速电流双闭环直流调速系统调节器工程设计
21转速电流两调节器作
1 转速调节器作
（1） 转速调节器调速系统导调节器转速n快定电压变化
稳态时减转速误差果采PI调节器实现静差
（2） 负载变化起抗扰作
（3） 输出限幅值决定电机允许电流
2 电流调节器作
(1)作环调节器转速外环调节程中作电流紧紧定电压（外环调节器输出量）变化
(2)电网电压波动起时抗扰作
(3)转速动态程中保证获电机允许电流加快动态程
(4)电机载甚堵转时限制电枢电流值起快速动保护作旦障消失系统立动恢复正常作系统运行说十分重
22调节器工程设计方法
必性 设计调节器须时解决稳准快抗干扰等方面相互矛盾静动态性求
性 电力拖动动控制系统低阶系统似事先研究低阶典型系统特性实际系统校正成典型系统设计程简便
建立调节器工程设计方法遵循原：
（1）概念清楚易懂
（2）计算公式简明记
（3）仅出参数计算公式指明参数调整方
（4）考虑饱非线性控制情况样出简单计算公式
（5）适种简化成典型系统反馈控制系统
221设计基思路
调节器设计程分作两步：
第步先选择调节器结构确保系统稳定时满足需稳态精度
第二步选择调节器参数满足动态性指标求
选择调节器结构时采少量典型系统参数系统性指标关系已事先找设计方法规范化减少设计工作量
工程设计方法设计转速电流双闭环调速系统两调节器先环外环首先设计电流调节器然整电流环作转速调节系统中环节设计转速调节器双闭环调速系统动态结构图图21处增加滤波环节包括电流滤波转速滤波两定信号滤波环节
IdL(s)
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1R
Tl s+1
R
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U*I(s)
Uc(s)
Ks
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T0is+1
ASR
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T0ns+1
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U*n(s)
n(s)
电流环
E(s)
图21 双闭环调速系统动态结构框图
222电流调节器设计
1电流环结构图化简
转速变化电流变化慢电流环说反电动势变化较慢扰动电流瞬变程中认反电动势基变定滤波反馈滤波两环节等效移环时定信号改成电流环便等效成单位负反馈系统般作惯性群似作惯性环节时间常数
2 电流调节器结构选择
电流环应性应选典型I型系统应采PI型电流调节器传递函数写成—电流调节器例系数—电流调节器超前时间常数
3电流调节器参数计算
调节器零点控制象时间常数极点消选择中
希电流超调量选0707
4电流调节器实现
含定滤波反馈滤波模拟式PI型电流调节器原理图示图22图中电流定电压电流负反馈电压调节器输出电力电子变换器控制电压
导出
图22 含定滤波反馈滤波PI型电流调节器
223 转速调节器设计
1电流环等效闭环传递函数
电流环简化视作转速环中环节闭环传递函数
忽略高次项降阶似似条件
电流环转速环中应等效
原双惯性环节电流环控制象闭环控制似等效成较时间常数阶惯性环节表明电流闭环控制改造控制象加快电流作局部闭环（环）控制重功
2转速调节器结构选择
转速定滤波反馈滤波环节移环时定信号改成时间常数两惯性环节合起似成时间常数惯性环节
实现转速静差负载扰动作点前面必须积分环节应该包含转速调节器ASR中扰动作点面已积分环节转速环开环传递函数应两积分环节应该设计成典型Ⅱ型系统
ASR应该采PI调节器—转速调节器例系数—转速调节器超前时间常数
调速系统开环传递函数
开环增益
3 转速调节器参数计算
典型Ⅱ型系统参数关系般选择
4转速调节器实现
转速调节器参数电阻电容值关系
224 转速调节器退饱时转速超调量计算
突加定电压转速调节器快进入饱状态转速升定值时转速偏差电压变成负值ASR退出饱起动程中转速必然超调线性系统规律超调历饱非线性区域超调称作退饱超调退饱超调量等典型II型系统性指标中超调量
ASR饱时相转速环开环电流恒值延续时止退饱初始条件
考虑实际转速定转速差值
典型II型系统稳定运行突然负载减转速会产生动态速升恢复程样突卸负载速升程退饱转速超调程
典型II型系统抗扰性指标中基准值退饱转速超调基准值
转速超调量基准值应该基准值换算
外环响应环慢述工程设计方法设计环控制系统特点样做然利快速性控制环身稳定系统组成调试工作非常利
3 务求计算
初始条件：
转速电流双闭环控制H形双极式PWM直流调速系统电动机参数： 电枢电阻电枢回路总电阻允许电流载倍数电势系数电磁时间常数机电时间常数电流反馈滤波时间常数转速反馈滤波时间常数调节器输入输出电压调节器输入电阻电力晶体开关频率PWM环节放倍数
31 计算
知：
知：
32电流环参数设计：
1确定时间常数
取：
电流滤波时间常数：
电流环时间常数：
2选择电流调节器结构
根设计求：电流超调量
电流环设计典I系统选择PI调节器传递函数
3选择电流调节器参数
ACR超前时间常数：
电流开环增益：求电流超调量应取
ACR例系数：
4校验似条件
电流环截止频率
（1）晶闸装置传递函数似条件：
满足似条件
（2）忽略反电动势电流环影响条件：
满足似条件
（3）时间常数似处理条件：
满足似条件
5调节器电阻电容：
似取
取
取
33 转速环参数设计：
1确定时间常数
电流环等效时间常数
转速滤波时间常数
转速环时间常数
2选择转速调节器结构
设计求静差求设计典II系统转速调节必须含积分环节ASR选择PI调节器传递函数
3选择转速调节参数
抗扰性较原 取h5ASR超前时间常数
转速环开环增益
ASR例系数
4校验似条件：
转速环截止频率：
（1）电流环传递函数简化条件：
满足简化条件
（2）时间常数似处理条件：
满足条件
5计算调节器电阻电容：
似取
取
取
6校验转速超调量：
h5时
满足求
4 系统仿真分析
41系统仿真原理图
根实验原理图文参数计算结果Matlab软件环境查找器件连线接成入图41示线路图
图41 双闭环直流调速系统仿真原理图
42转速波形图分析
图42双闭环直流调速系统转速仿真波形图
图43双闭环直流调速系统电流仿真波形图
图仿真波形出非常接理分析波形
波形中出启动中转速调节器历饱饱退饱三种情况整动态程分三阶段：电流升阶段恒流升速阶段转速调节阶段第阶段突加电压电枢电流迅速升速度调节器输入快达限幅值第二阶段ASR始终饱转速环相开环保持电流恒定拖动系统恒加速转速线形增加第三阶段转速达定值转速调节器电流调节器定电压反馈电压衡输入偏差零积分作输出出现超调转速超调转速调节器输入端出现负偏差电压退出饱状态进入线形调节阶段速度恒定变实际仿真结果基符合理分析
转速调节器作调速系统导调节器转速 n 快定电压变化稳态时减转速误差果采PI调节器实现静差负载变化起抗扰作输出限幅值决定电机允许电流
电流调节器作环调节器外环转速调节程中作电流紧紧定电压变化电网电压波动起时抗扰作转速动态程中保证获电机允许电流加快动态程
稳定运行3秒钟突然电机磁场减少半图42中出转速产生阶跃迅速升400减半额定速降会增转速升通转速环反馈电压会增电流降电流环转速环积分调节转速快稳定额定转速稳定电流实现静差调速
结束语
通次课程设计首先直流双闭环调速系统更深刻认识加深理解课堂学知识次应学会转速电流双闭环直流调速系统设计熟练掌握转速电流调节器参数选择计算设计基础更加认识直流双闭环调速系统应广泛性时认识时学中存问题掌握真正时候翻书查找资料课学知识限应课外资料拓展知识面丰富理知识时候忘实践动手力次课设提供机会理实践完美结合次Matlab进行仿真加深该软件解更加直观反映系统动态特性
做课程设计时候遇困难里感谢予帮助学
参考文献：
[1] 陈伯时 电力拖动动控制系统—运动控制系统第3版[M] 北京：机械工业出版社 2007
[2] 王兆安 黄俊 电力电子技术第4版[M] 北京：机械工业出版社 2000
[3] 彦硕 动控制原理[M] 北京：机械工业出版社 2006
[4] 洪刚 电力电子电力拖动控制系统MATLAB仿真[M] 北京：机械工业出版社 2006
[5] 王兆安电力电子技术北京：机械工业出版社2008
附件6：
科生课程设计成绩评定表
姓 名
性
专业班级
课程设计题目：
课程设计答辩质疑记录：
成绩评定：
设计态度认真遵守纪律（10分）
绘图仿真（20分）
电路设计参数计算正确（15分）
报告规范参考文献充分（10分）
独立完成（20分）
答辩（25分）
总分：___________
终评定成绩（优良中格格评定）
指导教师签字：
年 月 日
武汉 理工学
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