實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)日期：2020年5月25日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈫伍]環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成及各主要單元部件的原理。掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的一般仿真調(diào)試過程。認(rèn)識(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的基本特性。二、實(shí)驗(yàn)原理在電流單閉環(huán)中，將反映電流變化的電流互感器輸出電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)加到電流調(diào)節(jié)器的輸入端，與給定的電壓相比較，經(jīng)放大后，得到移相控制電壓Uct,控制整流橋的觸發(fā)電路，改變?nèi)嗳卣鞯碾妷狠敵觯瑥亩鴺?gòu)成了電流負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速也由電流調(diào).節(jié)器的輸出限幅所決定。電流調(diào)節(jié)器若采用P調(diào)節(jié)，對(duì)階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差，要消除該誤差將調(diào)節(jié)器換成PI調(diào)節(jié)。當(dāng)給定恒定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)

2、電樞電流變化起到了抑制作用，當(dāng)電機(jī)負(fù)載或電源電壓波動(dòng)時(shí)，電機(jī)的電樞電流能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真。單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真。四、實(shí)驗(yàn)所需儀器安裝Matlab仿真軟件的PC機(jī)五、實(shí)驗(yàn)步驟單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖：0BE)powergui-+llM!frTis電吭粘:1-1昵沖fUULtf-Continuois圖2.1單閉環(huán)無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖：9.554F叭奴oAX2BIJSKrl觸肚裳譏胡1幣淖.祈CanbnuDup&wtrigup“01aj平翟電抗盟圖2.2六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速

3、系統(tǒng)的仿真圖：圖2.3單閉環(huán)無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的仿真圖（1）變負(fù)載：latvwrdrHK4圖2.4（2）變電壓：5V:圖2.58V：圖2.610V：圖2.7七、實(shí)驗(yàn)小結(jié)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種最簡(jiǎn)單的反饋控制系統(tǒng)，具有反饋控制的基本規(guī)律，它應(yīng)用的比例調(diào)節(jié)器是一種有靜差的控制系統(tǒng)，開環(huán)放大系數(shù)K對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能有很大影響。K值越大，穩(wěn)態(tài)性能越好。當(dāng)在2s負(fù)載由50變?yōu)?00時(shí)，由于開環(huán)無法起調(diào)節(jié)作用，轉(zhuǎn)速下降。對(duì)于單閉環(huán)無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)給定電壓信號(hào)改變時(shí)，轉(zhuǎn)速曲線也跟著改變，電機(jī)轉(zhuǎn)速以此變成110ad/sec,85ad/sec,50ad/sec.閉環(huán)系統(tǒng)絕對(duì)服從于給定輸入，而

4、且能對(duì)被包圍在負(fù)反饋環(huán)內(nèi)的一切主通道上的擾動(dòng)有效地加以抑制，對(duì)給定電源和反饋檢測(cè)元件中的誤差無力克服。電壓負(fù)反饋只能維持電動(dòng)機(jī)端電壓恒定，對(duì)電動(dòng)機(jī)的電樞電阻壓降引起的靜態(tài)速降不能予以抑制，即電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)速降比相同放大系數(shù)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)要大一些，穩(wěn)態(tài)性能要差一些。并且電壓負(fù)反饋不能對(duì)電動(dòng)機(jī)及其之后的負(fù)載的變化起調(diào)節(jié)作用。單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，比例放大器系數(shù)Kp的取值直接影響著系統(tǒng)的響應(yīng)速度，由于Kp不是無窮大，所以單純的比例放大器做控制器的單閉環(huán)系統(tǒng)存在靜差，但是Kp取得過大則會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)量，所以取值時(shí)必須兼顧。八、思考題(l)P調(diào)節(jié)器和PI調(diào)節(jié)器在直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用有什么不同

5、？答：P是比例調(diào)節(jié)，成比例的反映控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。通常隨著值的加大，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量加大，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快，但是當(dāng)增加到一定程度，系統(tǒng)會(huì)變得不穩(wěn)定。I是積分調(diào)節(jié)，主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分常數(shù)，越大，積分作用越弱，反之越強(qiáng)。通常在不變的情況下，越大，即積分作用越弱，閉環(huán)系統(tǒng)的超調(diào)量越小，系統(tǒng)的響應(yīng)速度變慢。PI調(diào)節(jié)根據(jù)給定值與實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差，將偏差的比例和積分通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。比例調(diào)節(jié)作用按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)作用使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度，因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間