运动控制系统实验报告
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运动控制仿真实验报告
一、实验内容与要求
1.单闭环转速负反馈
2.转速电流双闭环负反馈
3.晶闸管相控整流双闭环直流调速系统仿真模型搭建 具体要求：针对1 2 （1）仿真各环节参数 （2）仿真模型的建立
（3）仿真结果，分为空载还是负载，有无扰动 （4）仿真结果分析
二、Simulink 环境下的仿真 1.单闭环转速负反馈
1.1转速负反馈闭环调速系统仿真各环节参数
直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =55A ，额定N n =1000r/min ，电动机电动 势系数e C =0.192V ·min/r 。

假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数s K =44，滞后时间常数 s T =0.00167s 。

电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常l T =0.00167s ，电力拖动统机电时间 常数m T =0.075s 。

转速反馈系数α=0.01V ·min/r 。

对应额定转速是的给定电压
n U =10V 。

1.2仿真模型的建立
图1-1单闭环转速负反馈直流调速系统的仿真模型
PI 调节器的值定为 =0.56， = 11.43。

图1-2单闭环转速负反馈直流调速系统加入扰动负载时的仿真模型
1.3仿真结果
p
K
1
图1-3空载启动不加扰动转速和电流波形
图1-4空载启动加负载扰动转速和电流波形
1.4仿真结果分析
（1）空载启动无扰动：由空载启动不加扰动转速和电流波形可知，当 =0.56， = 11.43。

系统转速有较大的超调量，但快速性较好的。

空载启动电流的最大值有230A 左右，而额定电流
dN I =55A ，远远超过了电动机承受的最大电流。

（1）空载启动加负载扰动：由空载启动加负载扰动转速和电流波形可知，在空载启动1S 后加负载扰动，在1S 到1.5S 时间段，转速和电流有明显的下降，但系统马上进行了调节。

p K
1
2. 转速电流双闭环负反馈
2.1转速负反馈闭环调速系统仿真各环节参数
直流电动机：额定电压N U =220V ，额定电流dN I =136A ，额定转速 N n =1460r/min ，
电动机电动势系数
e C =0.132V ·min/r ，允许过载倍数λ=1.5；假使晶闸管整流装置输出电
流可逆，装置的放大系数
s K =40，电枢回路总电阻R=0.5Ω电枢回路电磁时间常数l T =0.03s ，
电力拖动系统机电时间 常数
m T =0.18s 电流反馈系数β=0.05V/A(≈10V/1.5N I )。

滞后时
间常数s T =0.0017s 。

转速反馈系数α=0.007V ·min/r 。

对应额定转速是的给定电压
n U =10V 。

2.2仿真模型的建立
图2-1电流环的仿真模型
图2-2转速环的仿真模型
2.3仿真结果
（1）空载时候设计按典I系统（KT=0.5）设计方法得到仿真结果：
图2-3空载无扰动波形
（2）转速环满载高速启动时，减负载扰动仿真结果：
图2-4满载启动减负载扰动波形
2.4 仿真结果分析
由图2-3空载无扰动波形可知，转速电流双闭环系统，空载时负载电流为零，ASR调节器经过了不饱和，饱和，退饱和三个阶段，进过系统调节最后稳定运行于给定转速。

由图2-4满载启动减负载扰动波形可知，在满载的情况下突减负载扰动，可以看出转速环能马上进行调节回到稳定，而电流环只能慢慢回到稳定。

说明对负载扰动来说，转速环能
有效的调节，而电流环起不到调节作用。

3.晶闸管相控整流双闭环直流调速系统仿真模型搭建
仿真模型。