MATLAB的单闭环转速负反馈直流调速系统仿真.docx
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MATLAB的单闭环转速负反馈直流调速系统仿真
基于MATLAB的单闭环转速负反馈直流调速系统仿真
一、系统原理
为了提高直流调速系统的动静态性能指标,通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合,采用单闭环系统,而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈,电流反馈,电压反馈等。
在单闭环系统中,转速单闭环使用较多。
在本装置中,转速单闭环实验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号,经“速度变换”后接到“速度调节器”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U,用作控制整流桥的“触发电路”,触Ct发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间,以改变“三相全控整流”的输出电压,这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化,电机最高转速由速度调节器的输出限幅所决定,速度调节器采用P(比例)调节对阶跃输入有稳态误差,要想消除上述误差,则需将调节器换成PI(比例积分)调节。
这时当“给定”恒定时,闭环系统对速度变化起到了抑制作用,当电机负载或电源电压波动时,电机的转速能稳定在一定的范围内变化。
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图1-1转速单闭环系统原理图
二、系统仿真
1、系统的建模和模型仿真参数设置
(1)6脉冲同步触发器子系统构建
脉冲同步触发器2-1图632
6脉冲同步触发器模型构建是通过SimPowerSystems——ExtraLibrary——ControlBlocks——Synchronized6-PulseGenerator来实现。
参数设置如下:
三相线电压模型构建是通过SinPowerSystems——Measurements——Voltage
Measurement来实现。
三个连接端口在SinPowerSystems——Elements——ConnectionPort
在Simulink——Sources——In1找出U和In2ct5
的端口数改为Uct33
In2则改为4
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找出元件后就可以按图2-1连线了,注意Vab、Vbc、Vca是呈三角形连接的。
接好线后,我们就开始建立6脉冲同步触发器子系统封装
首先,按Ctrl+A全选,然后单击Edit——CreateSubsystem,就建好了子系统。
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(2)主电路的建模和参数设置
单闭环转速负反馈直流调速系统的仿真模型如下:
图2-2单闭环转速负反馈直流调速系统
新建一个Model,把6脉冲同步触发器子系统复制到新文件中。
找出4个常数模块:
Simulink——Sources——Constant。
在。
050-180120ConstantValue分别设为、、、
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——MathOperations——SumSimulink2找出个加法连接器:
分别设置为
37
——MathOperations——GainSimulink2找出个比例环节:
分别设为
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找出限幅器:
Simulink——CommonlyUsedBlocks——Saturation
设置如下:
找出三个交流电压源:
SinPowerSystems——ElectricalSources——ACVoltage
Source
分别设置为:
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40
——Elements——Ground找接地:
SinPowerSystems
找出晶闸管整流桥和二极管:
SinPowerSystems——PowerElectronics——UniversalBridge
晶闸管整流桥设置如下:
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二极管设置如下:
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找出一个平波电抗器:
SinPowerSystems——Elements——SeriesRLCBranch
参数设置如下:
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找出直流电动机:
SinPowerSystems——Machines——DC
Machine
参数设置如下:
找励磁电源:
SinPowerSystems——ElectricalSources——DCVoltage
Sources电压设为220V
找出输出端口:
Simulink——Sinks——Out144
找出示波器:
Simulink——Sinks——Scope
示波器设置如下:
找出两个连接器:
Simulink——SignalRouting——Demux设为4个输出。
Simulink——SignalRouting——Mux个输入。
3设为2-2器件全部找出来后,就可按图连线。
连好线后,我们来设置整个模型的参数:
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设置好后,点击运行,查看示波器,波形如下图所示:
通过命令窗口输入plot(tout,yout)
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比较波形:
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