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《控制系统设计与仿真》课程设计报告 带电压内环的三环直流调速系统设计与实践，共23页，10953字
摘 要
速度调节及抗负载和电网扰动，采用三PI调节器，可获得良好的动静态效果。为保证快速性，电压环采用比例调节器。电流环校正成典型I型系统。为使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能，速度环设计成典型Ⅱ型系统。根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法，用Simulink做了带电流补偿的电压负反馈直流调速系统进行仿真综合调试，分析系统的动态性能，并进行校正，得出正确的仿真波形图。
在直流调速系统中，转速、电流双闭环直流调速系统是应用最广的直流调速系统，传统的设计方法为工程设计方法，它对被控对象的模型做了理想化和近似处理，故工程设计方法是一种近似的设计，而对一些高性能系统要求起制动超调小、动态速降小、恢复时间短，则需采用更为先进的控制策略。本文对双闭环直流调速系统进行设计并仿真。仿真结果表明：电压内环的三闭环调节器能使系统具有更好地调节品质，具有更强的鲁棒性和抗干扰能力。
为了获得良好的静、动态性能，电压、转速和电流调节器一般都采用PI调节器，文中设计了两个调节器输入输出电压均标出实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。还有调节器的输出都是带限幅作用的，限制电压决定了它们的输出最大值。
关键词： 电压内环 直流调速

目录
摘要
第一章 概述………………………………………………………………………………………..1
第二章 设计任务及要求…………………………………………………………………………..1
2.1 设计任务………………………………………………………………………………….1
2.2 设计内容………………………………………………………………………………….1
2.3 设计要求………………………………………………………………………………….1
第三章 理论设计………………………………………………………………………………… 2
3.1 方案论证…………………………………………………………………………………2
3.2 系统设计…………………………………………………………………………………2
3.2.1 电压调节器设计……………………………………………………………………… 2
3.2.1.1 选择电压调节器结构………………………………………………………………2
3.2.1.2 计算电压调节器参数……………………………………………………………….3
3.2.2 电流调节器设计………………………………………………………………………3
3.2.2.1 选择电流调节器结构………………………………………………………………3
3.2.2.2 计算电流调节器参数………………………………………………………………3
3.2.2.3 校验近似条件……………………………………………………………………… 4
3.2.3 转速调节器设计…………………………………………………………………………4
3.2.3.1 选择转速调节器结构………………………………………………………………4
3.2.3.2 计算转速调节器参数………………………………………………………………4
3.2.3.3 校验近似条件………………………………………………………………………5
第四章 系统建模及仿真实验………………………………………………………………………5
4.1 MATLAB 仿真软件介绍………………………………………………………………5
4.2 仿真建模及实验…………………………………………………………………………8
4.2.1 双闭环仿真实验……………………………………………………………………… 8
4.2.2 三闭环仿真实验……………………………………………………………………… 11
4.2.3 仿真波形分析………………………………………………………………………… 13
第五章 实际系统设计及实验……………………………………………………………………… 14
5.1 系统组成及工作原理……………………………………………………………………15
5.2 设备及仪器………………………………………………………………………………15
5.3 实验过程…………………………………………………………………………………15
5.3.1实验内容……………………………………………………………………………… 15
5.3.2 实验步骤………………………………………………………………………………15
5.4 实验数据和波形、数据处理及特性曲线………………………………………………18
5.5 实验注意事项……………………………………………………………………………18
第六章 总结与体会……………………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………………………… 20