定电流的。二转速调节器饱和此时，输出达到限幅值，转速外环呈开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双闭环变成个电流无静差的单闭环系统。稳态时有从而得到图静特性的段。双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差，转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到后，转速调节器饱和，电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。图双闭环调速系统的静特性双闭环直流调速系统的数学模型双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图所示。图中和分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流显露出来。图双闭环直流调速系统的动态结构框图双闭环直流调速系统的起动过程分析设置双闭环控制的个重要目的就是要获得接近于理想的起动过程，因此在分析双闭环直流调速系统的动态性能时，有必要首先探讨它的起动过程。双闭环直流调速系统突加给定电压由静止状态起动时，转速和电流的动态过程如图所示。由于在起动过程中转速调节器经历了不饱和饱和退饱和三个阶段，整个动态过程就分成图中标明的三个阶段。第阶段是电流上升阶段。突加给定电压后，通过两个调节器的跟随作用，使都上升，但是在没有达到负载电流之前，电动机还不能转动。当后，电动机开始转动。由于机电惯性的作用，转速不会很快增长，因而转速调节器的输入偏差电压的数值仍较大，其输出电压保持限幅值，强迫电枢电流迅速上升。直到，,电流调节器很快就压制了不再迅速增长，标志着这阶段的结束。在这阶段中，很快进入并保持饱和状态，而般不饱和。图双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流波形二第阶段是恒流升速阶段。恒流升速阶段是起动过程中的主要阶段。在这个阶段中，始终是饱和的，转速环相当于开环，系统表现为恒值电流给定作用下的电流调节系统，基本上保持电流恒定，因而系统的加速度恒定，转速呈线性增长图。与此同时，电动机的反电动势也按线性增长，对电流调节系统来说，是个线性渐增的扰动量图。为了克服这个扰动，和也必须基本上按线性增长，才能保持恒定。当采用调节器时，要使其输出量按线性增长，其输入偏差电压必须维持定的恒值，也就是说，应略低于。此外还应指出，为了保证电流环的这种调节作用，在起动过程中不应饱和。三第阶段以后是转速调节阶段。当转速上升到给定值时，转速调节器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，所以电动机仍在最大电流下加速，必然使转速超调。转速超调后，输入偏差电压变负，使它开始退出饱和状态，输出电压和主电流也因而下降。但是，由于仍大于负载电流，转速将在段时间内继续上升。直到时，转矩，则，转速才能到达峰值。此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应,电流出现段小于的过程,直到稳定。双闭环直流调速系统起动过程的三个特点饱和非线性控制当饱和时，转速环开环，系统表现为恒值电流调节的单闭环系统当不饱和时，转速环闭环，整个系统是个无静差系统，而电流内环则表现为电流随动系统。准时间最优控制在恒流升速阶段，系统电流为允许最大值，并保持恒定，使系统最快起动，即在电程序执行后，可得转速环的单位阶跃扰动响应曲线如图所示。与图分别对应着扰动信号作用于与两个不同的点。对于图，计算其阶跃扰动响应性能指标最大动态降落最大动态降落时间基准值范围的恢复时间基准值范围的恢复时间。对于图计算其阶跃扰动响应性能指标最大动态降落最大动态降落时间基准值范围的恢复时间基准值范围的恢复时间。由阶跃扰动响应性能指标值可知，该系统对扰动信号具有良好的动态抗扰作用，对比两个阶跃扰动响应性能指标值可知，对作用在点的扰动信号的抗扰作用比对作用在点的扰动信号的抗扰作用强，再次表明扰动作用点离被调量越近，转速环对扰动信号的抗扰能力越好。图转速环的单位阶跃扰动响应曲线与图分别对应着扰动信号作用于与两个不同的点。对于图，计算其阶跃扰动响应性能指标最大动态降落最大动态降落时间基准值范围的恢复时间基准值范围的恢复时间。对于图计算其阶跃扰动响应性能指标最大动态降落最大动态降落时间基准值范围的恢复时间基准值范围的恢复时间。由阶跃扰动响应性能指标值可知，该系统对扰动信号具有良好的动态抗扰作用，对比两个阶跃扰动响应性能指标值可知，对作用在点的扰动信号的抗扰作用比对作用在点的扰动信号的抗扰作用强，再次表明扰动作用点离被调量越近，转速环对扰动信号的抗扰能力越好。单位冲激信号扰动的响应曲线在图中两个扰动信号作用点分别施加单位冲激信号，绘制其扰动响应曲线。在程序文件方式下执行以下程序程序执行后，可得转速环在扰动作用点与扰动作用点施加单位冲激信号时的扰动响应曲线如图与所示。图转速环单位冲激信号扰动响应曲线转速环单位冲激扰动响应过程如图所示呈单调衰减或者如图所示呈次衰减振荡在内就结束了，抗扰动过程亦非常短暂，系统转速外环已经感觉到扰动，但经扰动响应的过程已经结束。说明系统的抗扰性能好转速环频域分析的计算及仿真频域分析是运用闭环系统的开环频率特性曲线来分析闭环系统的响应与性能的。频域分析的主要内容是绘制图与计算频域性能指标。转速闭环系统的开环结构图如图未画出转速环给定平衡滤波环节,此图即为动态结构图，对进行仿真操作如下图转速闭环系统的开环结构图根据题目要求，用函数命令与给出指令如下。在程序文件方式下执行以下程序语句指令执行后可得图如图所示。图电流环的图从由图上可得转速环频域性能指标模稳定裕度穿越频率相稳定裕度剪切频率数据显示，模稳定裕度,相稳定裕度,说明控制系统有较大的稳定裕度，反映了该系统具有良好的相对稳定性。总结通过对电流环内的触发整流装置的放大系数的校正，利用及其中的仿真工具，对所设计的电流环和转速环的阶跃信号进行了仿真计算，使电流环阶跃响应曲线的峰值时间缩短，提高系统的加速起动性能，通过对转速环内调节器比例部分放大系数及触发整流装置的放大系数的校正，使转速环阶跃响应性能指标的超调量,相稳定裕度，电流环和转速环都有足够的稳定裕度，符合实际工程的设计要求，该系统有良好的相对稳定性。由仿真计算结果表明，利用的对双闭环直流调速系统进行仿真设计,可以迅速直观地分析出系统的跟随性能抗扰性能及稳定性，使得对系统进行分析设计及校正变得更简单方便，大大缩短了系统的调试周期，提高了开发系统的效率。对于调速系统的设计，的确实是个经济简单快速高效的工具。附录部分函数的源程序函数的源程序如下,函数的源程序如下,图形对象句柄命令命令功能创建个新的图形对象。图形对象为在屏幕上单独的窗口，在窗口中可以输出图形。用法用缺省的属性值创建个新的图形对象。对指定的属性用指定的属性值，属性名与属性值成对出现创建个新的图形窗口，对于那些没有指定的属性，则用缺省值。若为个已经存在的图形的句柄，则使由标记的图形成为当前图形，使它可见，且在屏幕上把它显示到所有图形之前。当前图形为图像输出的地方。若不是已经存在图形的句柄，但是为整数，则该命令生成图形窗口，同时把该窗口的句柄赋值为若不是图形窗口的句柄，也不是整数，则返回信息。返回图形窗口对象的句柄给。参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统第版机械工业出版社,杨庚辰自动控制原理西安电子科技大学出版社，黄忠霖,周向明控制系统计算及仿真国防工业出版社,黄忠霖,周向明控制系统计算及仿真实训国防工业出版社,致谢在此特别感谢我的指导老师在整个毕业设计过程中对我的精心指导和帮助，使我能够顺利按时完成这次毕业设计。在整个毕业设计期间，导师对我的研究工作给予了细致耐心的指导，他谦虚严谨朴实的学风让我看到了自己身上的很多不足，其渊博的知识敏锐的思维以及丰富的经验给我留下了极其深刻的印象。值此论文完成之际，谨向辛勤培育我的导师致以衷心的感谢和最诚挚的祝福。目录前言双闭环直流调速系统的工作原理双闭环直流调速系统的介绍双闭环直流调速系统的组成双闭环直流调速系统的稳态结构图和静态特性双闭环直流调速系统的数学模型双闭环直流调速系统的起动过程分析双闭环直流调速系统的动态性能分析双闭环直流调速系统的动态性能指标双闭环直流调速系统的频域分析双闭环直流调速系统两个调节器的作用语言及仿真技术的背景和简介建模与仿真仿真工具控制系统计算机仿真的过程环境中的系统模型仿真结果及分析电流环的计算及仿真电流环校正前后给定阶跃响的计算及仿真绘制单位阶跃扰动响应曲线并计算其性能指标单位冲激信号扰动的响应曲线电流环频域分析的计算及仿真转速环的计算及仿真转速环校正前后给定阶跃响应的计算及仿真绘制单位阶跃信号扰动响应曲线并计算其性能指标单位冲激信号扰动的响应曲线转速环频域分析的计算及仿真总结附录参考文献致谢前言许多生产机械要求在定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态动态性能。而直流调速系统调速范围广静差率小稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。由于该系统的结构较复杂，控制器可调参数较多，所以整个系统的设计和校正比较困难，需要有个功能全面分析方便的仿真设计平台。传统的仿真设计平台主要是和等高级语言环境，需要做大量的底层代码编写工作，很不方便，效率不高，仿真结果也不直观。自从的推出以后，动态系统的仿真就变得非常容易了。因其含有极为丰富的专用于控制工程与系统分析的函数，具有强大的数学计算功能，且提供方便的图形绘制功能，只要在中画出系统的动态结构图模型，编写极简单的程序，即可对该系统进行仿真，效率极高，环境友好，从而给系统的设计和校正带来很大的方便。在学术和许多实际领域都得到广泛应用，已成为国际控制界应用最广的语言和工具。本课题主要是在环境中对双闭环直流调速系统进行仿真设计，具体内容有对电流调节器和转速调节器进行校正设计对电流环和转速环进行时域和频域分析对调速系统进行跟随性和抗扰性分析。双闭环直流调速系统的工作原理双闭环直流调速系统的介绍双闭环转速环电流环直流调速系统是种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快抗