和电流环中样，把转速给定滤波和反馈滤波环节移到环内，同时将给定信号改成，再把时间常数为和的两个小惯性环节合并起来，近似成个时间常数为的惯性环节。其中电流环等效时间常数则转速环节小时间常数则转速环结构框图可简化为图图转速换的动态结构框图及其化简等效成单位负反馈系统和小惯性的近似处理按照设计要求，选用调节器，其传递函数为式中转速调节器的比例系数转速调节器的超前时间常数。这样，调速系统的开环传递函数为令转速环开环增益为则不考虑负载绕动时，校正后的调速系统动态结构框图如图图转速换的动态结构框图及其化简校正后成为典型Ⅱ型系统计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则，取，则的超前时间常数为转速开环增益的比例系数检验近似条件转速环截止频率电流环传递函数简化条件为满足简化条件。转速环小时间常数近似处理条件为满足简化条件。计算调节器电阻和电容含给定滤波与反馈滤波的型转速调节器如图所示其中为转速给定电压，为转速负反馈电压，调节器的输出是电流调节器的给定电压。取，则，取，，取。校核转速超调量查表，当时，，不能满足设计要求。应按退饱和的情况重新计算超调量。按退饱和重新计算超调量过载倍数，理想空载转速时，查表得，时则能满足设计要求。图型转速调节器计算机仿真双闭环调速系统的动态结构图图，增加了滤波环节，包括电流滤波转速滤波和两个给定信号的滤波环节。图双闭环直流调速系统结构图空载起动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示于图。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种情况，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，都上升，在没有达到负载电流以前，电机还不能转动。当后，电机开始起动，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，强迫电流迅速上升。直到，，电流调节器很快就压制了的增长，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，而不饱和。第阶段是恒流升速阶段，饱和，转速环相当于开环，在恒值电流给定下的电流调节系统，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。与此同时，电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，为了克服它的扰动，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。第Ⅲ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小到零，输出维持在限幅值，电机仍在加速，使转速超调。转速超调后，输入偏差电压变负，开始退出饱和状态，和很快下降。但是，只要仍大于负载电流，转速就继续上升。直到时，转矩，则，转速才到达峰值时。此后，电动机开始在负载的阻力下减速，与此相应，在时间内，，直到稳定。如果调节器参数整定得不够好，也会有段振荡过程。在这最后的转速调节阶段内，和都不饱和，起主导的转速调节作用，而则力图使尽快地跟随其给定值。图空载起动特性突加负载图突加负载启动突减负载图突然减载小结与体会通过本次课程设计，首先我对直流双闭环调速系统有了更深的认识，加深了理解，是对课堂所学知识的次很好的应用。学会了转速电流双闭环直流调速系统的设计，并能熟练地掌握转速和电流调节器参数的选择和计算，在设计的基础上更加认识到直流双闭环调速系统的应用之广泛。在这里，感谢张老师和王老师的辛勤指导，谢谢！参考文献陈伯时电力拖动自动控制系统运动控制系统北京机械工业出版社，张爱玲，李岚，梅丽凤电力拖动与控制机械工业出版社，直流双闭环调速系统设计设计任务说明书晶闸管供电的转速电流双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据为直流电动机,,，，电枢电路总电阻,电枢电路总电感,电流允许过载倍数，折算到电动机轴的飞轮惯量。晶闸管整流装置放大倍数，滞后时间常数电流反馈系数电压反馈系数滤波时间常数,调节器输入电阻。设计要求稳态指标无静差动态指标电流超调量空载起动到额定转速时的转速超调量。目录设计任务与分析调速系统总体设计直流双闭环调速系统电路设计晶闸管电动机主电路的设计主电路设计主电路参数计算转速电流调节器的设计电流调节器电流调节器设计电流调节器参数选择转速调节器转速调节器设计转速调节器参数选择计算机仿真空载起动突加负载突减负载设计小结与体会参考文献调速系统总体设计为实现转速和电流两种负反馈分别作用，直流双闭环调速系统中设置了两个调节器,即转速调节器和电流调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈。两者之间实行嵌套连接，且都带有输出限幅电路。转速调节器的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值电流调节器的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。由于调速系统的主要被控量是转速,故把转速负反馈组成的环作为外环,以保证电动机的转速准确跟随给定电压,把由电流负反馈组成的环作为内环,把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器，这就形成了转速电流双闭环调速系统。如图所示给定电压速度调节器电流调节器三相集成触发器三相全控桥直流电动机电流检测转速检测图直流双闭环调速系统为了获得良好的静动态性能，转速和电流两个调节器般都采用调节器。这样构成双闭环直流调速系统。其原理图如图所示图直流双闭环调速系统原理图直流双闭环调速系统由给定电压转速调节器电流调节器三相集成触发器三相全控桥直流电动机及转速电流检测装置组成，图中还表示了两个调节器的输出都是带限幅作用的，转速调节器的输出限幅电压决定后了电流给定电压的最大值，电流调节器的输出限幅电压限制电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。其中主电路中串入平波电抗器，以抑制电流脉动，消除因脉动电流引起的电机发热以及产生的脉动转矩对生产机械的不利影响。直流双闭环调速系统电路设计晶闸管电动机主电路的设计主电路设计晶闸管电动机调速系统系统主电路原理图如图所示图系统主电路原理图图中是晶闸管可控整流器，它由三相全控桥式整流电路组成，如图所示图三相全控桥式整流电路通过调节触发装置的控制电压来移动脉冲的相位，即可改变平均整流电压，从而实现平滑调速。主电路参数计算，取其中系数为电网波动系数，系数为考虑各种因素的安全系数，这里取。电动势系数额定励磁下的电动机的转矩系数电磁时间常数机电时间常数转速电流调节器的设计转速电流双闭环调速系统的动态结构图如图所示图直流双闭环调速系统动态结构图由于电流检测信号中常含有交流分量，为了不使它影响到调节器的输入，需加低通滤波。这样的滤波传递函数可用阶惯性环节来表示，其滤波时间常数按需要选定，以滤平电流检测信号为准。然而，在抑制交流分量的同时，滤波环节也延迟了反馈信号的作用，为了平衡这个延迟作用，在给定信号通道上加入个等时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。由测速发电机得到的转速反馈电压含有换向纹波，因此也需要滤波，滤波时间常数用表示，根据和电流环样的道理，在转速给定通道上也加入时间常数为的给定滤波环节。系统设计的般原则是先内环后外环。在这里，首先设计电流调滤波环节。系统设计的般原则是先内环后外环。在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的个环节，再设计转速调节器。电流调节器电流调节器设计电流环结构框图的化简在按动态性能设