matlab双闭环直流调速系统设计及仿真+电路图(3)

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1.1双闭环调速系统的组成

在控制回路中，引入了转速和电流两种控制，两种不同的调节器，两种调节方式采用串联方式连接。电流环作为内环，转速环作为外环，并且转速调节器的输出变量值作为电流调节器的输入值即给定值，而且电流调节器的输出作为PWM控制器的给定值，PWM的输出一种是输出给电力-电子变换器UPE之后来驱动电机，这是power system设计，另一种是直接从电流调节器的输出环节的输出值，直接输出给电机的模型，这就是动态结构仿真，他们就组成了转速电流双闭环直流调速系统。

1.1.1双闭环直流调速系统的原理

为了得到较好的静态性能和动态性能，转速调节器电流调节器均采用PI调节器。在图1中所给出的转速调节器的输出限幅电压值限制了电流给定的最大值，电流调节器的输出的限幅电压限制了电力电子变换器件UPE的最大输出电压，也就是带限幅的输出特性用来表示PI调节器的限幅的作用，当调节器输出饱和的时候，电压的输出达到限幅值，电流的输入量的变化不再会影响输出，饱和的调节器暂时阻断了输入和输出之间的关联，PI调节器的作用相当于系统调节器开环。

图1转速双闭环控制的直流调速系统原理图

在图2中，带有限幅的输出特性表示了PI调节器的限幅作用。当调节器饱和时，输出达到限幅的幅值，调节器不饱和的时候，PI调节器工作在线性调节器的工作状态，调节器在工作时他的输出偏差电压稳态时为零。

图2双闭环直流调速系统稳态结构图

在图3中是双闭环直流调速系统的动态结构图，也可以说用mat_lab设计仿真的时候主要就是根据这张动态结构图来进行的基本的设计

图3 双闭环直流调速系统的动态结构图

1.1.2转速电流双闭环控制的直流调速系统具有的显著特点即普遍特点

特点就是应用双闭环调速系统的电动机能够在最短的时间之内启动并且能够在双闭环直流调速系统的作用之下能够实现快速制动启动，控制效果十分显著。这样具有显著控制效果的原因是双闭环直流调速系统它分别具有分别用来控制电动机转速和电流的两个调节器。当电动机处于运行阶段，转速调节器的输出端的输出值，作为了电流调节器的进入端的给定值了。这也就是说电动机的电枢电流的改变是根据电流环跟随转速的偏差来进行调节。具体的调节过程是当电动机的实际转速低于给定转速时，积分调节器转速积分作用的输出增加作为电流的给定值也就同时增加，流经电动机的电流值也就一样的增加，电动机得到了是加速转矩转速也就随之增加。相反，当电动机的实际的转速超过给定转速，也就是电流调节器的给定值减小了，流过电机的电流减小，电动机的电磁转矩减小也做减速转矩，电动机则处于减速制动状态。在电动机的临界状态时，也就是调节器输出饱和的时候电动机将会达到转速最大，电流最大。

1.1.3带有转速电流双闭环控制的直流调速系统在实际生活中应用于实际的具体实际应用

首先转速电流双闭环控制的直流调速系统是当前适用范围较为广泛经济效益较好，应用广泛实用性较强的调速系统，在机械生产加工和设计制造的过程中有着较为突出的实际作用。同时双闭环的设计也能够使得电机的运转性能更好，快速性更强，更加的能够适应环境的需要和市场的刚性需求，可控性强，经济，等诸多特点使得双闭环控制的直流调速系统得到了很大程度上的应用。