anyang转速电流双闭环直流调速系统 - 图文

在双闭环直流调速系统的MATLAB仿真中，电流调节器限幅相对来说比较简单。只要给出合适的限幅值，采用任何一种限幅方式均不影响仿真结果，因为电机在整个起动过程中，电流调节器一直处于不饱和状态。而转速调节器在电机起动过程中，会经历不饱和、饱和及退饱和三个状态；转速调节器采用不同限幅方式，电机在突加阶跃给定空载起动时会得到不同的转速和电流波形。

由以上原理图可得出仅在PI调节器的输出端简单加一限幅环节时的起动转速波形和电流波形。

图 转速波形

图 电流波形

从上图可以看出，起动时转速超调量较大，振荡次数多，起动时间较长。这是因为速度调节器输出达到限幅值时，转速并未达到给定值，偏差均大于零，积分部分的输出一直在增加，这就可能使积分部分的输出达到很大的值。当转速达到期望值后，积分调节器的输出不能立即变小，而是需要经过一段时间使积分调节器的输出恢复到开始限幅瞬间的数值。在这段时间内调节器暂时调节功能。

此仿真并不能达到题设要求，为此必须对ASR和ACR进行改正。

7.2 积分输出加限幅环节仿真

下图给出在积分输出和调节器输出后均加一限幅环节的Simulink仿真模型。在这一模型中，积分输出后，再加限幅环节，即积分环节和限幅环节分开。

图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130 ASR积分限幅值为：上限10 下限-10

ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10

从以上的原理图可得出转速和电流波形如下：

从以上图可以看出，采用这种限幅方式时，电机受到扰动后，转速回不到原来的转速。这是由于电机起动时积分调节器的输出很快达到限幅值，由于输出的超调很小，所以在整个起动过程中，积分调节器也没能退出饱和，使得PI的输出一直保持在限幅值上。而当增加负载，速度降低，偏差增加，PI调节器仍维持在限幅值上，转速调节器不起作用。所以受到扰动后，电机的转速回落不到原来的值。如果增加限幅值，又会使仿真结果如之前一样。

为此须对积分环节再加以改变。

7.3 使用积分带限幅的PI调节器仿真

下图给出了积分带限幅的PI调节器Simulink仿真模型。图中不仅把PI调节器的比例部分和积分部分分开，对PI调节器的输出设置上、下限幅，还要对积分设置上、下限幅。而且这种积分是积分环节本身所带的。在Simulink环境下，这种积分限幅的实现需要双击积分模块，在对话框中选中Limit output项，然后设置上、下限幅。

上图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130

ASR积分限幅值为：上限10 下限-10

ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10

由上图可知，转速超调量较少符合要求，但发现电流上升过快，且相应的调节时间较长，而通过多次试验发现调节ASR的限幅值可以改变调节时间，但这样将会使到最后电流过大。如下图：

上图中 ASR限幅值为：上限40 下限-130

ASR积分限幅值为：上限10 下限-10

ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10

加入负载后，转速，电流波形如下：