直流电机双闭环控制的仿真设计

1.设计题目

直流调速系统中转速与电流双闭环结构的设计方案

2.设计任务

某双闭环直流调速系统采用晶闸管供电方式，其整流部分使用三相桥式电路进行设计，

主要参数如下：

直流电机：额定电压Unom=220V，额定电流Inom=136A，额定转速nnom=1460r/min，电枢电阻Ra=0.21Ω

电枢电感La=0.00021H，

电枢回路总电阻RΣ=2.85Ω，

电枢回路总电感LΣ=0.216H，

电流允许过载倍数λ

=1.5，

折算至电机的飞轮惯量GD2=22.5Nm²。

晶闸管整流装置的放大系数Ks=37.84，滞后时间常数Ts=0.0017s

电流反馈系数β

=0.05V/A (≈

10V/1.5IN)

转速反馈系数α

=0.01V min/r (≈

10V/nN)

滤波时间常数设定为Toi=0.002s，Ton=0.01s

3.设计要求与规范

(1)稳态指标:无静差

(2)动态指标:电流超调量σt≤5%；通过引入转速微分负反馈，可使转速超调量归零。

在诸多工业设备中，速度调节的平滑性与稳定性是基本要求，同时对系统稳态与动态性能也提出了较高标准。直流调速系统因其宽广的调速范围、较小的静差率、优良的稳定性以及出色的动态响应能力，在高性能驱动领域长期占据主导地位。双闭环直流调速系统作为直流调速控制系