带转速微分负反馈的双闭环直流调速系(3)

图4.10 带转速微分负反馈的双闭环调速系统的MATLAB仿真模型

如下图为上图所示仿真模型的运行结果，很直观的，我们可以看出，增加转速微分负

反馈环之后，转速没有了超调。。

图4.11带转速微分负反馈的双闭环转速仿真波形

(b)

图4.12带转速微分负反馈的双闭环电流仿真波形

4.2.2.1系统抗扰性能分析

主要模拟电网电压波动、负载变化、电动机励磁变化、测速电机励磁变化等。电网电

压波动、负载变化、电动机励磁变化这些扰动均在反馈环内，故系统能克服扰动. 1、改变Ks=33，仿真结果如下图所示

图4.13

从图中可以看出，波形每什么变化，证明系统能克服电网电压波动 2、改变Ce=0.15，仿真结果如下图所示

图4.14

从图中可以看出，波形每什么变化，证明系统能克服电动机励磁扰动。 3、负载扰动的模拟。

在网上搜到挖土机的负载特性，下图为其挖掘臂遇到坚硬石壁时的负载特性。

图4.15 在Signal Buider里面模拟如如下

图 4.16

负载电流有一段时间大于额定电流17.5A.系统响应波形如下

图4.17 从图中可以看出，转速降落在10%以内，符合要求。 4、测速电机励磁扰动模拟

测速电机励磁扰动会造成电压反馈系数 的变化，由于扰动在反馈环上，不在反馈包含的前向通道上，故系统不能克服其干扰。

励磁扰动模拟仿真如下图所示：

图4.18

4.2.3仿真波形分析

从图4.12的波形中，我们分析可知其起动过程可分三个阶段来分析： 第Ⅰ阶段：电流上升阶段。

突加给定电压Un*后，通过两个调节器的控制，使Ua，Ud，Ud0都上升。由于机电惯性的作用，转速的增长不会很快。在这一阶段中,ASR由不饱和很快达到饱和,而ACR不饱和,确保电流环的调节作用.

第Ⅱ阶段：是恒流升速阶段。

从电流升到最大值开始，到转速升到给定值 n*为止，这是起动过程中的重要阶段。在这个阶段，ASR一直是饱和的，转速环相当于开环状态，系统表现为在恒值电流给定Uim*作用下的电流调节系统，基本上保持恒定。因而拖动系统的加速度恒定，转速呈线性增长。

第Ⅲ阶段：转速调节阶段。

在这阶段开始，转速已达到给定值，转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零。转速超调后，ASR输入端出现负的偏差电压，使他退出饱和状态，其输出电压的给定电压Ui*立即下降，主电流Id也因而下降。但在一段时间内，转速仍继续上升。达到最大值后，转速达到峰值。此后，电机才开始在负载下减速，电流Id也出现一段小于Id0的过程，直到稳定。在这最后的阶段，ASR和ACR都不饱和，同时起调节作用。

根据仿真波形，我们可以对转速调节器和电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用归纳为：

1). 转速调节器的作用

（1）转速调节器是调速系统的主导调节器，它使转速 n 很快地跟随给定电压变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可实现无静差。 （2）对负载变化起抗扰作用。