直流调速系统仿?/p>
--MATLAB
仿真技术大作业
1
、电机开环特?/p>
电机电枢联接
500V
直流电源?/p>
画出转?/p>
n
的波形,根据仿真结果求出空载和负载时的转?/p>
n
以及静差?/p>
s
?/p>
空载转速:
2500 rad/s
负载转速:
2300rad/s
静差率:
0.08
2
、转速闭环控?/p>
为了改善电机调速性能,对该直流电机加入转速闭环控制?/p>
将电机电枢联接至受控电压源?/p>
转速控制器使用比例
-
积分控制器,
转速指令为
2500rpm
?/p>
调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能?/p>
调节
PI
分别?/p>
0.43
?/p>
10
时响应最好,
①画出转?/p>
n
的波形,这时超调量:
3.84%
,动态响应时间:
0.09s
②画出电机电枢电流波形,起动时的最大电枢电流为?/p>
2094A
,负载时的稳态电枢电?/p>
为:
100A
3
、改善电机起动特?/p>
电机起动时有很大的冲击电流?/p>
通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法,限制电机的起动电流,斜坡函数的斜率为
5000
,画出转?/p>
n
和电枢电流的波形?/p>
4
、降压斩波器供电
画出转?/p>
n
和电枢电流的波形,并与使用理想受控电源的情况进行比较?/p>
左下图为参考转速与实际转速的差波形?/p>
①从转速图中看?/p>
?/p>
1.5s
加入负载时,
3
中出现了一个较明显的凹陷,
这是因为突然?/p>
入负载,
使得转速下降,
但经过闭环调节又恢复了原速?/p>
?/p>
4
中,
其实放大看也是有凹陷的,
但是因为
4
中通过
PWM
控制使得在转速不大时便能回到稳态值?/p>
②从电枢电流波形看,
4
中在条件变化时都出现了振荡,这也是因为电压受开关控制?/p>
成的。而且?/p>
0~0.5s
,起动阶段由于波速差由大振荡衰减小,经过闭环调节,电枢电流振?/p>
减小?/p>
之后因为参考波速一直以恒定斜率增大,波速差固定?/p>
电枢电流稳定在一个值下,但
并不?/p>
10A
。在
0.5s
,参考波速不再增大,在经过闭环调节后,波速差稳定?/p>
0
,因为在?/p>
载状态,所以电枢电流也?/p>
0
。而调节过程因为波速忽大忽小,所以电枢电流振荡衰减?/p>
同样的,?/p>
1.5s
加入负载时,波速突然减小,波速差振荡衰减,到最后,波速差恢复?/p>
0
?/p>
此时电枢电流?/p>
100A
。在
3
中,只有闭环调节作用,没有振荡?/p>
5
、简化降压斩波器
降压斩波器只使用一?/p>
IGBT
和一只二极管。画出转?/p>
n
和电枢电流的波形,并与第
4
问的波形进行比较?/p>
右上图为参考转速与实际转速的差波形?/p>
①从转速波形看?/p>
5
中的转速又出现了小凹陷?/p>
我们可以看到?/p>
1.5s
时刻?/p>
转速差很大?/p>
并不能有效地限制转速变化,
.
②从电枢电流波形看,
4
的纹波要?/p>
5
中的小,
而且冲击电流也较小?/p>
?/p>
0~0.5s
时依?/p>
转速差固定,存在不?/p>
100A
的电枢电流。在
0.5s~1.5s
时,转速差为一恒定负值,所以在?