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黄石理工学院 课程设计报告
系统仿真采用后一种方法。
6.1 系统的建模与参数设置 6.1.1 系统的建模
采用Simulink工具箱中的Power System模块组成的转速、电流双闭环直流调速系统如图6-1所示。模型由晶闸管-直流电动机组成的主回路和转速、电流调节器组成的控制回路两部分组成。其中的主电路部分，交流电源、晶闸管整流器、触发器、移相控制环节和电动机等环节使用Power System模型库的模块。控制回路的主体是转速和电流两个调节器。模型中转速反馈和电流反馈均取自电动机测量单元的转速和电流输出端，减小了测速和电流检测环节，这不会影响仿真的真实性。电流调节器ACR的输出端其后面的环节运算后，得到移相控制电压，去控制整流桥的输出电压。而电流调节器ACR的输出限幅就决定控制角的最大和最小限制。
负载
6.1.2 模型参数设置
（1） 交流电路电源的参数设置
图6-1 转速、电流双闭环直流调速系统的仿真模型
由于整流变压器的二次电压为110V，其峰值电压为2U2?2?110?155.56V， 将U相、V相、W相电压发生器的峰值设为155.56V，频率设为50Hz，相位依次设为0°、-120°、120°。
（2）晶闸管的参数设置
Rn?0.001?，Lon?0.0001H，Vf?0，Rs?50?，Cs?250e?9（250×10）F
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（3）同步触发脉冲模块的参数设置
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频率设为50Hz，脉冲宽度设为10°，选择双脉冲触发方式。 （4）电机模型的设置
励磁电阻为Uf/If?220/1.6?137.5?。 求电枢绕组和励磁绕组的互感Laf 因为 Ce? KE?UN?RaIN220?0.5?55??0.193V?min/r， nN10006060Ce??0.193?1.843 2?2?所以 Laf?KE/If?1.843/1.6?1.15H 电机的额定负载转矩
TL?9.55CeIn?9.55?0.193?55?101.37N?m 按以上计算出的参数，设置好电机模型。
6.2 系统仿真结果的输出及结果分析
当建模和参数设置完成后，在开始仿真前，需要对仿真器参数进行设置，选择“Simulation”菜单中的“Simulation parameters”命令，出现仿真参数设置对话框。选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3（1×10），开始时间设置为0.0，停止时间设置为0.2，然后点击“OK”退出设置。单击工具栏的仿真。
（1）空载起动
将图6-1中的负载给定设为0，转速给定设为1000，启动仿真，得到如图6-2所示的结果，从图可看出，刚起动时，电枢电流各电磁转矩很大，并被限制在最大值，转速上升很快，转速超调后，电枢电流几乎下降到0，转速很快稳定到给定转速，在稳态时，电枢电流基本为0。
（2）负载起动
将图6-1中的负载给定设为10，转速给定设为1000，启动仿真，得到如图6-3所示的结果，从图可看出，刚起动，电枢电流各电磁转矩很大，并被限制在最大值，转速上升很快，转速超调后，电枢电流下降很快，转速很快稳定到给定转速，在稳态时，电枢电流约为15A。
（3）低速动行过程
将图6-1中的负载给定设为10，转速给定设为100，启动仿真，得到如图6-4
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按钮，即可进行
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所示的结果。从图可看出，起动时电枢电流各电磁转矩没达到最大允许值，转速也没有超调，稳态时，转速仍稳定中给定转速。
（4）负载变化
将图6-1中的负载给定模块换为一个阶跃函数模块，并设置延时时间为1s，初值为10，终值为50。转速给定设为1000，启动仿真，得到如图6-5所示的结果。从图可看出，系统稳定后突增负载，转速略有下降，但很快又稳定在给定转速。电枢电流增大很多。
从以下的仿真结果可看出，所设计的双闭环调速系统满足要求。
图6-4 双闭环调速系统，低速时运行过程 图6-5 双闭环调速系统，负载变化时运行过程
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