实验项目二：转速单闭环直流调速系统实验

1、实验项目二：转速单闭环直流调速系统实验实验日期：2020年5月25日一、实验目的了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。掌握晶闸管直流调速系统的一般仿真调试过程。认识闭环反馈控制系统的基本特性。二、实验原理在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到电流调节器的输入端，与给定的电压相比较，经放大后，得到移相控制电压Uct,控制整流桥的触发电路，改变三相全控整流的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。电机的最高转速也由电流调.节器的输出限幅所决定。电流调节器若采用P调节，对阶跃输入有稳态误差，要消除该误差将调节器换成PI调节。当给定恒定时，闭环系统对

2、电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在一定的范围内变化。三、实验内容单闭环有静差转速负反馈调速系统的建模与仿真。单闭环有静差转速负反馈调速系统的建模与仿真。四、实验所需仪器安装Matlab仿真软件的PC机五、实验步骤单闭环有静差转速负反馈调速系统的结构图：0BE)powergui-+llM!frTis电吭粘:1-1昵冲fUULtf-Continuois图2.1单闭环无静差转速负反馈调速系统的结构图：9.554F叭奴oAX2BIJSKrl触肚裳讥胡1幣淖.祈CanbnuDup&wtrigup“01aj平翟电抗盟图2.2六、实验结果单闭环有静差转速负反馈调速

3、系统的仿真图：图2.3单闭环无静差转速负反馈调速系统的仿真图（1）变负载：latvwrdrHK4图2.4（2）变电压：5V:图2.58V：图2.610V：图2.7七、实验小结转速闭环调速系统是一种最简单的反馈控制系统，具有反馈控制的基本规律，它应用的比例调节器是一种有静差的控制系统，开环放大系数K对闭环系统的稳态性能有很大影响。K值越大，稳态性能越好。当在2s负载由50变为100时，由于开环无法起调节作用，转速下降。对于单闭环无静差转速负反馈调速系统，当给定电压信号改变时，转速曲线也跟着改变，电机转速以此变成110ad/sec,85ad/sec,50ad/sec.闭环系统绝对服从于给定输入，而

4、且能对被包围在负反馈环内的一切主通道上的扰动有效地加以抑制，对给定电源和反馈检测元件中的误差无力克服。电压负反馈只能维持电动机端电压恒定，对电动机的电枢电阻压降引起的静态速降不能予以抑制，即电压负反馈调速系统的静态速降比相同放大系数的转速负反馈系统要大一些，稳态性能要差一些。并且电压负反馈不能对电动机及其之后的负载的变化起调节作用。单闭环直流调速系统，比例放大器系数Kp的取值直接影响着系统的响应速度，由于Kp不是无穷大，所以单纯的比例放大器做控制器的单闭环系统存在静差，但是Kp取得过大则会产生较大的超调量，所以取值时必须兼顾。八、思考题(l)P调节器和PI调节器在直流调速系统中的作用有什么不同

5、？答：P是比例调节，成比例的反映控制系统的偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。通常随着值的加大，闭环系统的超调量加大，系统响应速度加快，但是当增加到一定程度，系统会变得不稳定。I是积分调节，主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分常数，越大，积分作用越弱，反之越强。通常在不变的情况下，越大，即积分作用越弱，闭环系统的超调量越小，系统的响应速度变慢。PI调节根据给定值与实际输出值构成控制偏差，将偏差的比例和积分通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。比例调节作用按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分调节作用使系统消除稳态误差，提高无差度，因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一常值。积分作用的强弱取决于积分时间