3.3.5 计算调节器电阻和电容 14

4  双闭环不可逆直流调速系统Simulink仿真 14

4.1 系统模型及相关原理 14

4.2  PI控制参数整定 16

4.3 PID控制参数整定 18

4.3.1 电流环PID参数整定 18

4.3.2 转速环PID参数整定 19

4.3.3 转速、电流双闭环PID参数整定 21

结  论 25

致  谢 26

参考文献 27

1  引言

目前，绝大多数工业生产都离不开电机，而且随着社会的发展，各行业的工艺要求越来越高，许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，且要求具有良好的稳、动态性能。直流调速系统调速范围广、静差率小、具有良好的稳定性以及动态性能，因而在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。其中，双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟、应用非常广泛的电力传动系统，具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。在实际工作中常希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能以最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载平衡，从而转入稳态运行状态，而这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域，如轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。文献综述

近年来，交流调速系统发展很快，交流调速系统正在逐步取代直流调速系统。然而，直流拖动控制系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用；另一方面，还需指出的是电气传动与自动控制有着密切的关系。调速传动的控制装置主要是各种电力电子变流器，它为电动机提供可控的直流或交流电流，并成为弱电控制强电的媒介，可以说，电力电子技术的进步有力地推动了电气传动调速系统的发展。把这两者结合起来研究直流调速系统，更有利于促进对直流调速系统的全面认识。

本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统，本文旨在从双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的构成和工作原理着手，将系统控制参数设计过程进行说明并选择最优参数,且将系统分别在PID和PI控制下的静、动态性能进行对比，比较两种控制方法的区别和优缺点。

2  系统设计原理

2.1  系统组成

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统，包括主电路和控制回路,系统设计原理图如图2.1所示。主电路由三相交流电源、电动机以及由晶闸管构成的整流电路部分构成，控制回路主要由检测电路，驱动电路构成，检测电路又包括转速检测和电流检测等部分。三相交流电源供电给三相全控桥，同时为同步六脉冲发生器提供输入，产生间隔均匀为 的六个脉冲触发三相全控桥内相应的晶闸管导通，通过调节整流电路的触发角以实现整流调节，调节直流电动机的电枢供电电压来实现一定范围内的无级平滑调速。测速发电机从电动机输出转速中引出与被调量成正比的负反馈电压 ，与给定比较后得到偏差电压 ，经放大后作为控制电压 ，即形成了转速反馈闭环控制环，同理得到电流环。控制电压 与触发角的移相特性关系如图2.2所示[19]。论文网