双闭环调速系统调节器设计与Matlab仿真验证的设计资料说明

　　由课程设计任务书的内容可知，本次课程设计要求采用双闭环调速系统，对不可逆生产设备进行控制，以实现稳态无静差，电流超调量σ，≤5%，空载启动到额定转速时转速的超调量。≤10%的稳态和静态指标要求。

　　为了实现稳态无静差，可以将电流调节器和转速调节器设计成PI调节器结构利用其特点消除稳态误差。为了满足电流超调量和转速超调量的指标，在对电流调节器和转速调机器选取参数时，可以根据课本上提供的参数表格分析具体数据情况选取符合特定要求的参数值。

　　要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。

　　此外，通过计算分析确定了直流调速系统各部分参数后，利用matlab软件绘制系统结构图对稳态运行和突然磁场减半后的结构仿真，这就需要我们熟练掌握matlab软件的基本操作方法，尤其是该软件中simulink模块的熟练运用。

　　双闭环直流调速系统，是在单闭环直流调速系统的基础上发展起来的。转速单闭环调速系统使用PI调节器，可以实现转速的无静差调速，采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。这对一般的要求不太高的调速系统，基本上已能满足基本要求，但电流环只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。带电流截止负反馈的单闭环调速系统起动时的电流和转速波形如图2-1- （1）所示。当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，起动（调整时间1， ）的时间就比较长。

　　在实际工作中为了尽快缩短过渡时间，希望能够充分利用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使起动的电流保护在最大允许值上，并且始终允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这样的理想起动过程波形如图2-1- （2）所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能获得到的最快的起动过程。