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2021年直流电机双闭环调速大作业 2021年直流电机双闭环调速大作业 PAGE / NUMPAGES 2021年直流电机双闭环调速大作业 题目(中) 直流电机双闭环控制调速 　　　　　 姓名与学号 指导老师 年级与专业 所在学院  目录: TOC \o 1-3 一、 电机控制试验目和要求 3 二、 双闭环调速控制内容 3 三、 关键仪器设备和仿真平台 3 四、 仿真建模步骤及分析 4 1．直流电机双闭环调速各模块功效分析 4 2.仿真结果分析（转速、 转矩改变） 14 3.转速PI调整器参数对电机运行性能影响 20 4.电流调整器改用PI调整器后仿真 22 5.加入位置闭环后仿真 23 6.速度无超调仿真 25 七、 试验心得 26  一、 电机控制试验目和要求 加深对直流电机双闭环PWM调速模型了解。 学会利用MATLAB中SIMULINK工具进行建模仿真。 掌握PI调整器使用, 分析其参数对电机运行性能影响。 二、 双闭环调速控制内容 必做: 1、 描述Chopper-Fed DC Motor Drive中每个模块功效。 2、 仿真结果分析: 包含转速改变、 转矩改变下电机运行性能, 并解释对应现象。 3、 转速PI调整器参数对电机运行性能影响。 4、 电流调整器改用PI调整器后, 对电机运行调速结果影响。 选做: 5、 加入位置闭环 速度无超调 三、 关键仪器设备和仿真平台 MATLAB Rb Microsoft Officials Word 四、 仿真建模步骤及分析 1．直流电机双闭环调速各模块功效分析 参考Matlab自带直流电机双闭环调速SIMULINK仿真模型: demo/simulink/simpowersystem/Power Electronics Models/Chopper-Fed DC Motor Drive 转速给定模块 转速给定有两种方法: 一为恒定转速给定, 二是阶跃给定。两种方法选择经过单刀双掷开关实现。 恒转速给定可由以下窗口修改设置: 阶跃转速给定可由以下窗口修改设置: Step Time为从初始状态到阶跃完成所需时间, Initial Value为初始转速, Final Value为阶跃后最终转速, Sample Time为采样时间间隔。 从图中可得出, 目前转速给定为一个从120rad/s到160rad/s阶跃过程, 直到阶跃过程结束耗时0.4s。 1.2转矩给定模块 转矩给定也有两种方法: 一为恒定转矩给定, 二是阶跃转矩给定。两种方法选择经过单刀双掷开关实现。 恒转矩给定可由以下窗口修改设置: 阶跃转矩给定可由以下窗口修改设置: Step Time为从初始状态到阶跃完成所需时间, Initial Value为初始转矩, Final Value为阶跃后最终转矩, Sample Time为采样时间间隔。即从图中可得出, 目前转矩给定为一个从5 Nm到25 Nm阶跃过程, 直到阶跃过程结束耗时1.2s。 1.3速度控制器Speed Controller 速度控制器其内部结构以下: 两个输入量分别为由转速给定模块提供作为转速参考值wref和目前速度实际值wm, 得出差值经过百分比积分步骤, 再经过Saturation限幅步骤, 取得输出电流值Iref。 可知该步骤为PI控制步骤, 其内部参数关键有百分比调整系数Kp和积分调整系数Ki。 可经过以下窗口修改设置: 由图中可观察得该PI调整系统系数Kp=1.6, Ki=16, Current Limit为输出电流最大限定值, 设置为30A。 1.4 电流控制器Current Controller 其内部结构以下: 可得悉该电流控制系统为滞环调整系统, 其两个输入量分别为由电流给定模块提供参考电流值Iref和目前实际电流反馈值Ia, 经过滞环调整, 输出GTO通断开关信号。 滞环模块参数设置以下, 可设置滞环开关时间点和开关时各自输出值: 电流控制系统内部参数设置以下图, 当Hysteresis Band滞环电流两个输入量差异超出正负2A时, 输出GTO关或开信号进行调整电路。 1.5 PWM波生成模块 其内部结构以下: Powersysdomain模块是一个P-code文件, 具体里面内容是看不到, 存在于matlab文件夹下。Powersysdomain为电机三相绕组电力电子电路, 外部三相电路A、 B、 C只有接入这个电路才能产生三相电流, 电机其她