发布时间 : 星期六 文章直流电机双闭环调速大作业更新完毕开始阅读8779eebc7f21af45b307e87101f69e314232fa42
高系统的静态性能指标，减少系统的静态误差，可以使Kp增大。但是Kp增大时，系统稳态输出增大，系统响应速度和超调量也增大。
此处分别把Kp增大为6、减小为0.8，观察仿真结果变化。
图30 增大Kp后的仿真波形
图30 减小Kp后的仿真波形
对比以上两图可以明显看出，Kp增大后系统反应速度增快，当转矩或者转速发生阶跃后，系统将更快地达到稳定值。性能优于Kp较小时的系统。
3.2、调节积分项Ki
考虑系统的稳定性时，Ki应足够小，然而Ki太小，则PI调节器中的积分作用变小，会影响系统的静态性能。PI调节器实质是一个滞后环节，由于引入滞后环节，也会导致系统响应速度变慢。此时可通过合理调节Kp和Ki的参数使
系统的动态性能和静态性能均满足要求。
此处分别把Ki增大为30、减小为8，观察仿真结果变化。
图31 减小Ki后的仿真波形
图32 增大Ki后的仿真波形
对比以上两图可以明显看出Ki减小后，系统的响应速度明显变慢，需要更长的时间才能将转速调到给定值附近。
4、电流调节器改用PI调节器
将电流调节器换为PI调节器，即令电流调节也为PI调节。新的系统仿真模型如图33：
图33 电流调节器改用PI调节器后的仿真模型
图34 电流调节器改用PI调节器后的仿真波形
当电流调节器改用PI调节器后，电流的调节效果比滞环调节好许多，电流波动的范围小很多，曲线更为平滑。
分析发现此时要求晶闸管开关频率达到20000Hz左右，远远大于GTO的开关频率，因此应想办法加快开关速度，以满足要求。此处采用添加三角波斩波电路的方法。
仿真模型如图35：
图35 添加三角波斩波器后的仿真模型
此时电流PI调节器的参数分别设为：Kp=18,Ki=2,电流限幅值设为12A。仿真波形如图36：
图36 添加三角波斩波器后的仿真波形
此时电流、转速都表现出良好的平滑性和稳定性，充分体现了电流、转速采用PI调节时使得电机运行性能更加平稳的特性。
七、实验心得
本次实验是在学习完直流电机双闭环调速的理论知识后，运用MATLAB的SIMULINK仿真功能，建立直流电机双闭环调速仿真模型，通过改变相关模块或参数对仿真结果——电枢电流及转速进行观察和分析，加深对直流电机双闭环调速原理的理解，理解不同调节方法（滞环调节和PI调节）对于电机运行性能的影响。