本設(shè)計(jì)主要研究了直流調(diào)速轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)以及對(duì)MATLAB軟件的使用。系統(tǒng)模型由晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)組成的主電路和轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)器組成的控制電路兩部分組成。主電路采用三相可控晶閘管整流電路整流，用PI調(diào)節(jié)器控制，通過改變直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓從而進(jìn)行調(diào)壓調(diào)速?？刂齐娐吩O(shè)置兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者實(shí)行嵌套連接，把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE，形成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。在Simulink中建立仿真模型，設(shè)置各個(gè)模塊的參數(shù)，仿真算法和仿真時(shí)間，運(yùn)行得出仿真模型的波形圖。通過對(duì)波形圖的分析，說明直流調(diào)速轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。

　　一．轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真的原理

　　1.1系統(tǒng)的組成

　　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高的系統(tǒng)，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要了。

　　為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。所以，我們希望達(dá)到的控制：?jiǎn)?dòng)過程只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器來組成系統(tǒng)。

　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接，如圖1-1所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再把電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速換在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。