雙閉環(huán)直流調(diào)速仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、第26卷第3期山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．26．No．32010年6月JournalofShanxiDatongUniversity(NaturalScience)Jun．20l0文章編號(hào)：1674—0874(2010)03—0070—05雙閉環(huán)直流調(diào)速仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)趙利(山西大同大學(xué)工學(xué)院，山西大同037003)摘要：面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖仿真方法無需編程且不需推導(dǎo)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的建模過程接近實(shí)際系統(tǒng)的搭建過程，仿真結(jié)果的可信度很高．本文以工程上用的最多的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為例，詳細(xì)介紹系統(tǒng)建模過程、元器件參數(shù)設(shè)置及

2、建模注意的問題，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析．掌握該方法，有助于自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解，提高其實(shí)踐動(dòng)手能力，對(duì)今后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)具有重要指導(dǎo)意義．關(guān)鍵詞：電氣原理結(jié)構(gòu)圖雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)建模MATLAB仿真中圖分類號(hào)：TPI5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”是自動(dòng)化專業(yè)一門專業(yè)主干信度很高．課程，該課程的要點(diǎn)是：從實(shí)際出發(fā)，深入地進(jìn)行面向電氣原理結(jié)構(gòu)網(wǎng)的仿真方法如下：首先以理論分析，應(yīng)用理論解決運(yùn)動(dòng)控制中的實(shí)際問題，凋速系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，弄清楚系統(tǒng)的以計(jì)算機(jī)仿真等實(shí)驗(yàn)手段驗(yàn)證理論分析結(jié)果，提構(gòu)成，從PowerSystem和Si

3、mulink模塊庫中找出對(duì)高學(xué)生分析問題和解決問題的能力．因此，“運(yùn)動(dòng)應(yīng)的模塊，按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模；然后對(duì)系統(tǒng)中控制系統(tǒng)”是培養(yǎng)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行元件參數(shù)設(shè)置，在完成各環(huán)節(jié)的參關(guān)鍵課程．?dāng)?shù)設(shè)置后，進(jìn)行仿真參數(shù)的設(shè)置；最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行工程上用的最多的典型Ⅱ型系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)控制系仿實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行仿真結(jié)果分析．為了使系統(tǒng)得到統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及好的性能，通常要根據(jù)仿真結(jié)果來對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)其計(jì)算機(jī)仿真方法，對(duì)后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)節(jié)進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化調(diào)整．具有重要的指導(dǎo)意義．按照這一步驟，本文將采用面向系統(tǒng)電

4、氣結(jié)構(gòu)目前，使用MATLAB對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿圖的仿真方法，對(duì)典型的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行真的主要方法是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使仿真研究．用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿1系統(tǒng)的建模和模型參數(shù)的設(shè)置真研究．本文提出一種面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，即使用PowerSystemT具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特征是系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速的新方法．分別由兩個(gè)調(diào)節(jié)器控制，主電路采用三相橋式全在MATLAB5．2以上的版本中新增了一個(gè)電力控整流電路供電．速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器系統(tǒng)PowerSystem)_T．具箱

5、(本文使用MATLAB6．5版ACR均設(shè)有限幅電路，ASR的輸出作為ACR本1，該工具箱與控制系統(tǒng)r具箱有所不同，用戶不的給定，利用ASR的輸出限幅u起限制啟動(dòng)電需自己編程且不需推導(dǎo)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，只需流的作用；ACR的輸出作為觸發(fā)器的移相控制要從工具箱的元件庫中復(fù)制所需要的電氣元件，按電壓．雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖如電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，系統(tǒng)的建模過程接近實(shí)罔l所示．際系統(tǒng)的搭建過程，且元件庫中的電氣元件能較全系統(tǒng)的建模包括主電路的建模和控制電路的建面地反映相應(yīng)實(shí)際元件的電氣特性，仿真結(jié)果的可模兩部分．收稿日期：2010—

6、04—12基金項(xiàng)目：山西大同大學(xué)科學(xué)研究項(xiàng)2008】作者簡(jiǎn)介：趙利(1968一)，男，山西天鎮(zhèn)人，碩士，副教授，研究方向：電力傳動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制．2010年趙利：雙閉環(huán)直流調(diào)速仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)ASR一轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；ACR一電流調(diào)節(jié)器；rG一測(cè)速發(fā)電機(jī)；TA一電流互感器；UPE一電力電子變換器圖1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖1．1主電路的建模和參數(shù)設(shè)置將模塊標(biāo)簽分別改為A相、B相、c相；然后從連由圖1可見，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路由接器模塊組(Connectors)中選取“Ground”元件和“Bus三相對(duì)稱交流電源、晶閘管整流橋、平波

7、電抗器、Bar”元件，將三相電源接成星形連接方式．直流電動(dòng)機(jī)等部分組成．由于同步脈沖觸發(fā)器與晶為了得到三相對(duì)稱交流電壓源，其參數(shù)設(shè)置方閘管整流橋是不可分割的兩個(gè)環(huán)節(jié)，通常作為一法及參數(shù)設(shè)置如下：個(gè)組合體來討論，所以將觸發(fā)器歸到主電路進(jìn)行雙擊A相交流電壓源圖標(biāo)，打開電壓源參數(shù)設(shè)建模．9●●j]__o置對(duì)話框，A相交流電源參數(shù)設(shè)置：幅值取220V、+一初相位設(shè)置成0。、頻率為50Hz、其它為默認(rèn)值，如圖3所示．B、C相交流電源參數(shù)設(shè)置方法與A相相同，除了將初相設(shè)置成互差120。外，其它參數(shù)與A相相同．由此可得到三相對(duì)稱交流電源．采用上述原則，可

8、分別對(duì)晶閘管整流橋、平波電抗器、直流電動(dòng)機(jī)等各部分進(jìn)行建模和參數(shù)設(shè)置．圖2電力系統(tǒng)工具箱以三相對(duì)稱交流電壓源為例，說明主電路各部分的建模和參數(shù)設(shè)置方法．圖3A相電源參數(shù)設(shè)置首先打