轉速電流雙閉環調速系統的仿真研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 ，使得電動機在啟動過程中以接近最大允許電流運行，且電流內環對系統也進行改造，提高系統的動態性能。本次仿真是根據工程設計方法確定調節器參數的定量仿真。在進行定量仿真時，對電動機本體參數要進行適當變換[31]。 圖 雙閉環直流調速系統的仿真模型 主電路模型的建立與參數設置主電路由直流電動機本體模塊、三相對稱電源、同步6脈沖觸發器、負載等模塊組成。實際的電動機互感的參數與直流電動機的類型有關，也與勵磁繞組和電樞繞組的繞組數有關，從Matlab中的直流電動機模塊可以看出其類型為他勵直流電動機，其互感參數公式為： （41）又 （42） （43）為電動機常數，、分別為勵磁電壓和勵磁電阻。、分別為電動機額定電壓、電樞電阻、額定電流、額定轉速和勵磁電流。 其他環節參數設置：電源A、B、C設置峰值電壓為220V，頻率為50HZ，相位分別為0、2。電動機負載取50。由于電動機輸出信號是角速度，將其轉化成轉速n，單位為，在電動機角速度輸出端接Gain模塊，參數設置為30/。根據公式 （44）可以得到 （45）根據公式可以得到回路總電感l=。 電動機本體模塊參數中飛輪慣量單位是J，將轉換為J，兩者之間關系為： = （46）互感數值的確定如下： 勵磁電壓為220V，勵磁電阻取240，則 （47） （48）電動機參數設置如圖： 圖 控制電路模型的建立控制電路由PI調節器、濾波模塊、轉速反饋和電流反饋等環節組成。轉速調節器ASR和電流調節器ACR的參數就是根據工程設計方法算得的參數，即ASR的=、=，ACR的=,、上下限幅值均取[10 10]。帶濾波環節的轉速反饋系數模塊路徑為Simulink/Continuous/Transfer F,參數設置：Numerator為[],Denominator為[ 1]。帶濾波環節的電流反饋系數參數設置：Numerator為[]，Denominator為[ 1]。轉速延遲模塊的參數設置：Numerator為[1]，Denominator為[ 1]。電流延遲模塊參數設置：Numerator為[1]，Denominator為[ 1]。信號轉換1環節的模型也是由Constant、Gain、Sum等模塊組成的。仿真算法采用ode23tb，開始時間為0，結束時間為5s[32]。 仿真結果分析 以下波形分別為轉速n，電樞電流，勵磁電流，轉矩T 仿真波形從波形中也可以看出，當給定信號為10V時，在電動機啟動過程中，電流調節器作用下的電動機電樞電流接近最大值，使得電動機以最優時間準則開始上升，電流很快下降，在4s是達到穩態。在啟動中轉速調節器經歷了不飽和，飽和，退飽和三種情況，整個動態過程分為三個階段：電流上升階段、恒流升速階段、轉速調節階段。第一階段突加電壓，電樞電流迅速上升，速度調節器的輸入很快達到限幅值。第二階段，ASR始終飽和，轉速環相當于開環，保持電流恒定，拖動系統恒加速，轉速線形增加。第三階段，當轉速達到給定值之后，轉速調節器和電流調節器的給定電壓與反饋電壓平衡，輸入偏差為零，但是由于積分作用，其輸出還很大，所以出現超調。轉速超調之后，轉速調節器輸入端出現負偏差電壓，使它退出飽和狀態，進入線形調節階段，使速度恒定不變。 改變電動機電樞負載，： 仿真波形改變給定電壓，取給定電壓為20V，： 仿真波形 轉速調節器的作用是調速系統的主導調節器，它使轉速n很快地跟隨給定電壓變化，穩態時可減小轉速誤差，如果采用PI調節器，則可實現無靜差；它對負載變化起抗擾作用；其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。電流調節器的作為內環的調節器，在外環轉速的調節過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓變化；它對電網電壓的波動起及時抗擾的作用。在轉速動態過程中，保證獲得電機允許的最大電流，從而加快動態過程。由于參數的設定，線路的連接，和仿真參數的選擇，導致實驗中存在一定的誤差[33]。 參 考 文 獻[1] 陳伯時主編. 電力拖動自動控制系統[M]. 北京:[2] 張曉華主編. 控制系統數學仿真與CAD[M]. 北京: [3] 許建國等. 拖動與調速系統[M]. [4] 王果,朱大鵬. 直流電機雙閉環調速系統的工程設計方法仿真[J]. 蘭州交通大學學報,2005(2):2325[5] 韓璐. 直流電動機雙閉環調速系統及其Simulink的仿真[J], 船海工程, 2003(3):3033[6] AM Motor for High performance Applications (Analysis and Co ntrol)[J].New york Marcel Dekker, 1986(2):4246.[7] 劉德志. 直流電機雙閉環調速系統仿真[J]. 裝備制造技術，2010(8):27－29[8] Ma Haiping．An analysis of the equilibrium of migration models for biogeographybased optimization[J]．Information Sciences 180，2010：3444—3464．[9] D Simon．Biogeography based Optimization[J].IEEE Computation，2008，12(6):702—713 [10] 周凱汀,鄭力新. 基于MATLAB的雙閉環直流調速系統仿真及參數進化設計[J]. 計算技術與自動化,2001,20(2):1014[11] 薛定宇主編. 控制系統計算機輔助系統設計——MATLAB語言及應用[M]. 清華大學出版社， [12] 周淵深主編. 交直流調速系統與MATLAB仿真[M]. 北京:[13] 梁亦鉑,王正茂，何濤等. 全數字直流電機調速系統的原理及數學模型[J]. 中小型電機,2001,(6):1720[14] 董辰輝,彭雪峰. MATLAB2008全程指南[M]. 北京:電子工業出版社，2009[15] 萬里光. 基于MATLAB的雙閉環直流電機調速系統的仿真[J]. 船電技術，2011,31(2):30－32[16] 施陽編著. MATLAB語言摘要及動態仿真工具SIMULINK[M]. 西安:西北工業大學出版社，[17] Zhao Yao，Ding Longhan．Intelligent control of parallel double—loop DC motor speed control systems[J]．Proceedings of the 3th World Congress on Intelligent Control and Automation，2000 (7)：416～418[18] Ho LiangWei. Reconfigurable control system design for fault diagnosis and acmodation.. [J].International Journal of Neural Systems,2003,12(6)[19] Nayak. Transient modeling of Zsource chopper used for adjustable speed control of DC motor drive. [M].,2012[20] 尚麗,淮文軍. 基于matlab和GUI的運動控制系統虛擬實驗平臺設計[J].實驗室研究與探索,2010,29(6):6671.[21] 盧健康,[J].系統仿真技術,2010,6(1):2932,58.[22] 孫新柱,[J].淮北煤炭師范學院學報(自然科學版),2009,30(2):8688.[23] 邵雪卷,張井岡,趙志誠,[J].電氣電子教學學報,2009,31(1):14.[24] LoernzE N ，Deterministi onperiodicflow[J].，1963[25] Michaca．Sartori and Panos[J].Antsakl iS Implemention of Learning Control SyStem Using，1985[26] 盛昭瀚，馬軍海著．非線性系統分析引論[M]，科學出版社，2004[27] 杜坤梅，李鐵才編著．電機控制技術[M]．哈爾濱工業大學出版社，2006[28] 張世銘，王振和．直流調速系統[M]．華中理工大學,2004[29] 阮毅，陳維鈞．運動控制系統[M]. 清華大學出版社，2002[30] Linkens D A. Intelligent control of a cryogenic cooling plant based on blackboard system architecture.[J].ISA Transactions,2000,39(3)[31] Limanond S. Neural networkbased control design: an LMI approach.[J].IEEE transactions on neural networks / a publication of the IEEE Neural Networks Council,2008,9(6)[32] . Mahboobi. Observerbased control design for three wellknown chaotic systems.. [J].Chaos Solitons Fractals,2006,29(2)[33] [M]．北京：機械工業出版社，1996 致 謝值此論文完成之際，謹向所有關心、幫助我的老師、同學和朋友們致以最誠摯的謝意。本論文是在導師肖宇老師的精心指導下完成的，從論文的選題、開題到論文的完成都傾注了導師的心血。在這幾個個月共處的日子里，導師淵博的知識水平、嚴謹的治學作風、精益求精的工作態度和平易近人的處世風格給我留下了深刻的印象，令我受益終生，對我今后的學習和工作會有很大的幫助。因此，我要向導師致以誠摯的謝意，感謝導師在這段時間對我的學習上的教導和生活上的關心和鼓勵。我還要感謝跟我一起共同學習的同學，跟他們一起討論相關的課題，使我的思路得以極大的開闊，并能發現自己在某些內容上的欠缺。另外，我也深深的感受到了同學間的互相幫助和友誼。這也是我順利完成畢業設計的一大動力。第 46 頁 共 46 頁