基于MATLAB Simulink的双闭环直流调速系统动态仿真模型
引言:
随着现代工业技术的快速发展,电机控制已经成为自动化控制中非常重要的一部分。其中,直流电机是被广泛应用的一种电机类型,因其结构简单、运行平稳、转矩特性好等特点,被广泛应用于工业生产和家用电器。本文介绍了如何通过MATLAB Simulink建立双闭环直流调速系统动态仿真模型,并对模型进行了调试和分析。
模型建立:
双闭环直流调速系统动态仿真模型主要由两个回路组成:速度回路和电流回路。其中,速度回路控制电机的转速,电流回路控制电机的电流,进一步控制电机的转矩。模型的框图如下:
输入信号u为单相整流电路输出电压,即直流电源电压。速度、电流反馈分别由tacho、current sensor提供。PID控制器采用了串级结构,分别对速度和电流进行控制。根据电控系统的要求,外环速度控制器的比例系数和积分时间应该大于内环电流控制器,使速度控制时间常数大于电流控制时间常数。
模型调试和分析:
在MATLAB Simulink中建立好模型后,需要进行调试和分析。首先对速度和电流控制器的参数进行优化,以达到更好的调速性能。本文采用经验规则法调试控制器参数,在此不再赘述。调试完成后,进行系统响应曲线仿真。设置参考转速为1000rpm,直流电机额定电压为220V,模拟5s的过程,仿真结果如下所示:
从图中可以看出,电机启动时间约为0.3s,稳定时间为4s左右,超调量小于5%,调速精度较高,符合工程要求。
最后,附上MATLAB Simulink双闭环直流调速系统动态仿真模型源代码,供大家参考:
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