RnCnR0Un?2R02-ConR02R02Rbal+Ui?+??nCon
图4.15 含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器
取R0?40kΩ，则
Rn?KnR0?11.7?40kΩ?468kΩ， 取470kΩ C?n?nRn?0.087470?10?3?10?F?0.185?F， 取0.2?F
6Con?4TonR04?0.0140?103?10?F?1?F6， 取1?F
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4 调速系统的仿真
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。本次系统仿真采用前一种方法。
4.1 调速系统仿真模型的建立
转速、电流双闭环直流调速系统的主电路模型主要由交流电源、同步脉冲触发器、晶闸管、平波电抗器、直流电动机等部分组成。转速、电流双闭环系统的控制电路包括：给定环节、ASR、ACR、电流反馈环、速度反馈环等。根据转速、电流双闭环直流调速系统原理图和计算出的相关参数，在MATLAB的模型窗口下建立双闭环直流调速系统的MATLAB/SIMULINK动态仿真模型，如图4.1所示。
Contis powergui Universal BridgegABC 150 + Constant2 TL dcm ScopeA+ A-Series RLC Branch -F+ DC MachineF- +v-+-A B C VM1+v-VM20Constant1 alpha_degUf 220V VMvABBCpulsesCABlock1Out1Synchronized6-Pulse Generator120 Constant PI PI -1SaturationDiscreteDiscretePI ControllerPI Controller1-207 Gain20.1Gain1Constant3
图4.1 直流电动机双闭环控制系统的电气原理仿真模型
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4.2 仿真结果
仿真结果如图4.2所示
直流电动机双闭环控制系统转速、电流输出曲线300转速电流 第一250阶段第二阶段第三阶段给定200给定、转速、电流150100500 00.20.40.60.811.21.41.61.82时间（t）
图4.2 直流电动机转速电流双闭环控制系统仿真波形
4.3 仿真结果分析
从仿真结果可以看出，它非常接近于理论分析的波形。下面分析一下仿真的结果。启动过程的第一阶段是电流上升阶段，突加给定电压，ASR的输入很大，其输出很快达到限幅值，电流也很快上升，接近其最大值。第二阶段，ASR饱和，转速环相当于开环状态，系统表现为恒值电流给定作用下的电流调节系统，电流基本上保持不变，拖动系统恒加速，转速线形增长。第三阶段，当转速达到给定值后。转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零，但是由于积分作用，其输出还很大，所以出现超调。转速超调后，ASR输入端出现负偏差电压，使它退出饱和状态，进入线性调节阶段，使转速保持恒定，实际仿真结果基本上反映了这一点。
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结 论
双闭环调速系统起动过程的电流和转速波形是接近理想快速起动过程波形的。按照ASR在起动过程中的饱和情况，可将起动过程分为三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节阶段。从起动时间上看，Ⅱ阶段恒流升速是主要的阶段，因此双闭环系统基本上实现了电流受限制下的快速起动，利用了饱和非线性控制方法，达到“准时间最优控制”。带PI调节器的双闭环调速系统还有一个特点，就是转速必超调。在双闭环调速系统中，ASR的作用是对转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差，其输出限幅决定允许的最大电流。ACR的作用是电流跟随，过流自动保护和及时抑制电压波动
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参考文献
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