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⑤ 电流反馈系数⑥电流调节器参数计算 电枢回路电磁时间常数：。电流调节器超前时间常数：
。
电流环开环增益：要求?i?5%时，就取KIT??0.5，因此
于是，电流环的比类系数为
⑦ 校验近似条件
电流环截止频率：?ci=KI=135.14S?1。 晶闸管整流装置传递函数的近似条件：
11??196.1S?1>?ci满足条件。 3Ts3?0.0017忽略反电动势变化对电流环动态影响条件：
GD2R?2.5?58.02?0.6?3.14Tm???1.68 22375?30Ce375?30?0.12311?3??13.36s?1?Wci，满足条件。 Tm?Tl1.68?0.03
电流环小时间常数近似处理条件：
1111????180.8s?1??ci，满足条件。 3Ts?Toi30.0017?0.002⑧计算调节器的电阻和电容
取运算放大器的3R0i=40k?，有Ri?Ki?R0=1.90?40=76k?，取100k?，
取3?F，3Coi?4Toi4?0.002??0.2?F，取0.2?F。 R040k?
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故
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5.2转速调节器的设计和校验
① 电流环等效时间常数1/KI 在前面的计算中，已取KIT??0.5，则② 转速滤波时间常数Ton
根据所用没速发电机纹波情况，取Ton?0.01s。 ③ 转速环小时间常数T?n?④ 转速调节器的选择
按设计要求，选用PI调节器，其传函为WASR?s??1?Ton?0.0074?0.01?0.0174s。 KI1?2T??2?0.0037?0.0074s。 KI图如图5-2所示。其结构与电流调节器一样。在此不再重述。
3R23Rn* UnKn??ns?1?，其模拟电路
?n?s+15V3Cn3VD73RW33R0n/23R0n/23Con3VD5Un 3R0n/23R0n/23VD63Con3Rbal3VD8Ui*
3RW4-15V图5-2 转速调节器
⑤ 转速调节器的参数计算
按跟随和抗干扰性能较好原则，取h=5,则ASR的超前时间常数为：
?n?hT?n?5?0.0174?0.087s，
h?16??396.35s?1。 22222hT?n2?5?0.0174转速环开环增益 KN?ASR的比例系数为：⑥ 检验近似条件
。
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转速环截止频率为?cn?KN?1?KN??n?396.4?0.087?34.5s?1。
电流环传递函数简化条件为
1KI1135.1 ??63.7s?1?Wcn，满足条件。
3T?i30.00371KI1135.1??38.7s?1?Wcn，满
转速环小时间常数近似处理条件为：3Ton30.01足近似条件。
⑦ 计算调节器电阻和电容：
取R0=40k?，则Rn=Kn*Ro=52.97x40=618kΩ,取620k?。 3C?nn?R?0.087620k??0.14?F，取0.15?F
n3Con?4?0.0140k???1?F，取1?F。
故W?s??Kn??ns?1??14.4??0.087s?1?ASR?n?s0.087s。
⑧ 校核转速超调量：
由h=4，查得?n?37.6%?10%，不满足设计要求，应使ASR 退饱和重
计算?n。设理想空载z=0，h=5时，查得?CmaxC=81.2%，所以 b?n=2（?CmaxC）（??z）?nNT???nbnT
m=2?81.2%?1.5?2851000?0.01740.18?0.067?6.7%?10%，满足设计要求。
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6 直流调速系统MATLAB仿真
本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件MATLAB，使用MATLAB对控制系统进行计算机仿真的主要方法有两种，一是以控制系统的传递函数为基础，使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真研究。另外一种是面向控制系统电气原理结构图，使用Power System工具箱进行调速系统仿真的新方法。本次系统仿真采用后一种方法。
6.1 电流环系统的建模与参数设置
6.1.1 电流环的系统建模
采用Simulink工具箱中的Power System模块组成的转速、电流双闭环直流调速系统如图6-1所示。
图6-1 电流环的仿真模型
模型由晶闸管-直流电动机组成的主回路和转速、电流调节器组成的控制回路两部分组成。其中的主电路部分，交流电源、晶闸管整流器、触发器、移相控制环节和电动机等环节使用Power System模型库的模块。控制回路的主体是转速和电流两个调节器。模型中转速反馈和电流反馈均取自电动机测量单元的转速和电流输出端，减小了测速和电流检测环节，这不会影响仿真的真实性。电流调节器ACR的输出端其后面的环节运算后，得到移
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相控制电压，去控制整流桥的输出电压。而电流调节器ACR的输出限幅就决定控制角的最大和最小限制。
6.1.2 模型参数设置
按以上计得出的参数如下：
KIT∑i=0.5,KI=0.5/0.0037=135.14,R=0.6,β=0.032,Ks=40,τi=0.3, Ki=( KI2R2τi)/（Ks2β）=1.90, Toi=0.002s,Tm=1.68,Ts=0.0017
6.2 系统仿真结果的输出及结果分析
当建模和参数设置完成后，在开始仿真前，需要对仿真器参数进行设置，选择“Simulation”菜单中的“Simulation parameters”命令，出现仿真参数设置对话框。选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-6（1310-3），开始时间设置为0.0，停止时间设置为0.16，然后点击“OK”退出设置。单击工具栏的真过程，用
按钮，即可进行仿真。启动仿
自动刻度（Autoscale）调整示波器模块所显示的曲线，得到图6-2所示的
曲线。阶跃响应过程和跟随性能在曲线中都完整地反映出来了。电流环的仿真结果如下：
图6-2 电流环的仿真结果
调整参数，令KIT∑i=0.25，可得:
,仿真结果如图6-3所示
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