仿真结果大致符合理论曲线
结果分析:
第一阶段(0-t1)是电流上升阶段:突加给定电压Un*后,经过两个调节器的跟随作用,Uc,Ud0,Id都上升,但是Id没有达到负载电流Idl以前,电动机还不能转动。
当Id≥Idl以后,电动机开始起动,由于机电惯性的作用,转速不会很快增长,因而转速调节器ASR的输入偏差电压的数值仍较大,其输入电压很快就达到限幅值Uim*,强迫电枢电流Id迅速上升。
直到Id≈Idm,Ui≈Uim*,电流调节器很快就压制了Id的增长,标志着这一阶段的结束。
在这一阶段中,ASR很快进入并保持饱和状态,而ACR一般不饱和。
第二阶段(t1-t2)是恒流升速阶段:在这个阶段中,ASR始终是饱和的,转速环相当于开环,系统成为在恒值电流给定Uim*下的电流调节系统,基本上保持电流Id恒定,因而系统的加速度恒定,转速呈线性增长,是启动过程中的主要阶段。
要说明的是,ACR一般选用PI调节器,电流环按典型I型系统设计。
当阶跃扰动作用在ACR之后时,能够实现稳态无静差,而对斜坡扰动则无法消除静差。
在恒流升速阶段,电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势,它是一个线性渐增的斜坡扰动量,所以系统做不到无静差,而是Id略低于Idm。
为了保证电流环这种调节作用,在启动过程中ACR不应饱和。
第三阶段(t2以后)转速调节阶:当转速上升到给定值时,转速调节器ASR的输入偏差减少到零,但其输出却由于积分作用还维持在限幅值Uim*,所以电机仍在加速,使转速超调。
转速超调后,ASR输入偏差电压变负,使它开始退出饱和状态,Ui*和Id很快下降。
但是,只要Id 仍大于负载电流IdL,转速就继续上升。
直到Id = IdL时,转矩Te=TL ,则dn/dt=0,转速n才到达峰值(t=t3时)。
此后,电动机开始在负载的阻力下减速,与此相应,在一小段时间内(t3-t4),Id < IdL ,直到稳定。