武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书
5.双闭环调速系统的仿真
双闭环调速系统的仿真模型如图5-1所示。
图5-1双闭环调速系统的仿真模型
双闭环调速系统的仿真模型对应的代码如下： a=0.01 b=0.0175 Ton=0.01 Ki=0.304 Ti=0.012 Toi=0.0025 Kn=6.35 Tn=0.108 Ks=35 Ts=0.00333 R=0.18 Tl=0.012 Tm=0.12 Ce=0.196 inom=305 nnom=1000
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sim('double_closed_loops_speed_regulation_system.mdl',6) figure('Name','起动转速与起动电流的波形')
plot(ScopeData.time,ScopeData.signals.values,'LineWidth',4) figure('Name','ASR输出电压的波形')
plot(ScopeData1.time,ScopeData1.signals.values,'LineWidth',4) figure('Name','ACR输出电压的波形')
plot(ScopeData2.time,ScopeData2.signals.values,'LineWidth',4) figure('Name','直流电压Ud的波形')
plot(ScopeData3.time,ScopeData3.signals.values,'LineWidth',4)
仿真开始后，3s时转速环断线。仿真截止时间是6s。
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6.仿真结果及分析
起动转速与起动电流波形如图6-1所示，直流电压Ud波形图如图6-2所示，ASR输出电压波形如图6-3所示，ACR输出电压波形如图6-4所示。
图6-1起动转速与起动电流波形图
图6-2直流电压Ud波形图
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图6-3ASR输出电压波形图
图6-3ACR输出电压波形图
起动阶段分为电流上升阶段，恒流升速阶段，转速调节阶段（其中包括转速超调），转速超调量符合设计要求，由于采用的PI调节器，故转速调节范围D符合条件。
中间一段转速保持相对不变时，达到了系统的动态稳定n=1000r/min，此时，ACR的输出为7.5V。在3s时，使转速环突然断线，则此时的ASR马上就会饱和，则电流环的给定电压就会达到最大，电流环调节很快，出现了一个很小的峰值，随后减小至375A左右，小于允许最大值478A。ACR的输出会达到另一个新的稳态值10.7V左右，比之前稳态的值要相对大一些。转速达到一个新的稳态值n=1500r/min。
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收获体会
本次运动控制系统课程设计过程中，进一步培养了独立查阅资料、完成一个基本系统结构的设计与仿真的能力，也进一步地熟悉了双闭环调速系统的原理以及simulink的仿真设计过程。
通过本次课程设计，我明白了理论与实际相结合的重要性。空有理论知识不足以解决实际问题，只有把所学的理论知识与实践相结合，才能真正提高学生的实际操作，发现问题与独立思考的能力。上课学习到的东西，如果不经实践检验，会难以发现容易出错的地方，最后只会一知半解。在本次课程设计过程中，通过计算，仿真等一系列步骤，我对双闭环调速系统的原理有了一定程度的理解，也发现了一些新的需要解决的问题。
在本次课程设计的过程中，我遇到的问题，如下：在进行simulink仿真时，对matlab本身，simulink内的元器件及它们的使用方法不甚了解。通过翻阅专业资料，上网查找相关文献的方式，我熟悉了如何使用这些工具。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处在于对以前所学过的知识理解得不够深刻，或者掌握得不够牢固，故在做课设的过程之中需要一直对照教材，因此强化了对课本的理解。
课程设计训练的是学生的逻辑分析能力，让学生思考如何使方案趋于规范严密。我从中认识到，只有注意到每一个细节，要达到的目标才能完美实现，因此对未来学习工作有指导意义。
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