①电流环等效时间常数1/KI。由KI*T∑=0.5得 1/KI=2*T∑=0.0081 ②转速滤波时间常数Ton=0.00235s
③转速环小时间常数之和T∑n=1/KI+Ton=0.01045s <2>转速调节器的结构
根据要求可知选择PI调节器。 <3>计算转速调节器参数
按跟随和扰动性能较好的原则，去h=5，则ASR的超前时间常数为 Tn=h*T∑n=0.05 由此可求得转速开环增益为
KN=（h+1）/(2*h*h*T∑n*T∑n)=1098.9 于是，ACR的比例系数为：
Kn=（h+1）*b*Ce*Tm/(2*h*a*R*T∑n)= 32.0 (a=10/1500=0.007)
<4>校验近似条件
转速环截止频率Wcn=KN*Tn=55.0
①电流环传递函数简化条件为
由公式计算得58.2>Wcn 满足近似条件
②转速小时间常数处理条件
有公式计算得76.4 <5>计算调节器电容和电阻 由图，按所使用的运算放大器取R0=40K，个电阻和电容值为： Rn=Kn*R0=1280K 取1300K Cn=Tn/Rn=39.06UF 取40UF Con=4*Ton/R0=0.005UF 取0.005UF 按照上述参数，电流环可以达到动态跟随性能指标，满足设计要求。 转速调节器电路图如下： 4.3 调节器的限幅 调速系统中，为了保护电气设备和机械设备的安全，须限制电动机的最大电流、最大电压以及晶闸管变流装置的α min 和β min 角等，一般都要求对调节器输出限幅。调节器 输出限幅值的计算与整定是系统设计和调试工作中十分重要的环节。实现限幅的方法大体有两类，即外限幅和内限幅。电路图如下： a）外限幅电路 b）内限幅电路 综上调速系统的稳态结构框图如下图： 4.4、系统的给定电源 在双闭环调速系统中，转速总是紧紧地跟随给定量而变化。因此给定电源的质量是保证系统正常工作的重要组成部分，高精度的调速系统必须要有更高精度的给定稳压电源作保证。所以，设计系统控制方案、拟定控制电路时，必须十分注意对稳压电源的设计与选择。由三端集成稳压器件所组成的稳压电源，线路简单、性能稳定、工作可靠、调整方便，已逐渐取代分立元件，在生产实际中应用越来越广泛。系统中应尽量采用这种集成稳压源，以保证系统的可靠工作。为防止大幅度电网电压波动给稳压电源工作带来的困难，目前已普遍采用恒压变压器作为稳压电源的电源变压器。这些在设计时都需 引起注意。系统给定电源电路图如下： 5.触发电路的设计 晶闸管的触发是保证整个直流调速系统能够稳定工作的前提条件。在晶闸管直流调速系统中，触发装置是十分重要的控制单元。目前触发装置的种类很多。具体电路各式各样，设计者必须根据系统实际需要合理地选择触发电路。 6．调速系统动态参数的工程设计 对于调节器的动态工程设计，首先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同时满足所需要的稳态精度。再选择调节器的参数，以满足动态性能指标。 设计多环控制系统的一般原则是：从内环开始，一环一环地逐步向外扩展。在这里是：先从电流环入手，首先设计好电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。 双闭环调速系统的动态结构图如下： 7、系统仿真 7.1 使用普通限幅器进行仿真 使用MATLAB的SIMULINK对双闭环调速系统进行动态函数分析，其分析原理图如下： 图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130 ACR限幅值为：上限100 下限-100 图中直流电动机的参数、晶闸管整流装置的参数、转速反馈以及电流反馈系数都是从设计要求中所得，而转速调节器ASR和电流调节器ACR是根据参数按工程设计法设计出来的。具体计算方法见本报告的参数计算。