时间常数。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由式可求得转速环开环增益于是，由式可得的比例系数为代入数据得到转速调节器的传递函数为检验近似条件转速环截止频率校验电流环传递函数简化条件是否满足满足简化条件。校验转速环小时间常数近似处理条件是否满足满足近似条件。计算转速调节器的电路参数含给定滤波和反馈滤波的模拟式型转速调节器原理图如图所示。取内蒙古工业大学本科毕业设计说明书，各电阻和电容值计算如下，取，取，取校核转速超调量当时，查附表得,不能满足。实际上，附表是按线性系统计算的超调量，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，具有饱和非线性特性。所以，应按退饱和的情况重新计算超调量。三按退饱和超调量的计算方法计算转速超调量设理想空载起动时，当时，查附表得则能满足设计要求。双闭环直流调速系统仿真电流环的仿真电流环的输出特性分析图电流环动态结构图内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图中给出了计算后电流的参数，其中，表示的是输入阶跃给定信号，和分别是两个典型扰动信号作用点的位置。扰动信号指待诸如电动机里的各种参数变化引起的扰动，即负载扰动扰动信号指待诸如电网电压的波动变化引起的扰动以及晶闸管整流与移相触发装置参数变化所引起的扰动等。图中未考虑反电动势的作用，因为反电动势信号不在环内。另外，图中在电流调节器输出端已设置了限幅装置。分别对编程，对﹑进行仿真，曲线图如图和图和所示。,,,,,,图电流环阶跃响应曲线由图可以看出超调量，系统曲线迅速上升，峰值时间，非常短，电流立即下降至恒定并在内响应即结束，这样的阶跃响应是很理想的。这正好验证了按典型Ⅰ型系统设计电流环其超调量会很小的事实。我们知道超调量可以反映系统的相对稳定性，超调量越小，相对稳定性越好，由此可见电流环还是比较稳定的。它的上升时间是，上升时间是用来反映动态响应的快速性的，同样，电流环的动态响应是比较快的。可见，系统的跟随性能是很好的。电流环抗扰性能分析内蒙古工业大学本科毕业设计说明书电流环抗负载扰动电流环抗电网电压扰动图电流环单位阶跃信号扰动响应曲线图为电流环在扰动作用点施加单位阶跃信号的扰动响应曲线，可知其性能指标最大动态降落最大动态降落时间同理，图为电流环在扰动作用点施加单位阶跃信号的扰动响应曲线，由图可知其性能指标最大动态降落最大动态降落时间对大多数机器设备，控制系统的抗扰性能指标是至关重要的，它比系统的跟随性能指标更为人们所关注。对于电流环，通过上面的仿真图可以看出，它的抗扰性能有如下几点内蒙古工业大学本科毕业设计说明书由于电流环的存在，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，抗扰性能大有改善。同样由上图也可以看出系统对负载的大幅度突变也有良好的抗扰能力。从图中还可以看出，当扰动作用发生时，系统在内即可达到稳定，可见它的响应速度是非常快的，这也是我们设计此系统的原因之。电流环频域分析根据自动控制原理，频域分析的特点是运用闭环系统的开环频域特性曲线来分析闭环系统的响应及其性能，频域分析的主要内容是画图与计算频域性能指标。图电流闭环系统的开环结构图程序如下,,,,,内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图电流环的图由图得出电流环的频域性能指标幅值裕度相角裕度幅值穿越频率剪切频率。实际工程上，般要求幅值裕度，相角裕度。可见电流环有足够的稳定裕量，其频域性能是很好的。起动过程金井喜美雄计算机控制系统入门北京航空航天大学出版社龙子俊电机与拖动基础航空工业出版社王保刚种直流电机双闭环调速单元工作原理的分析与设计河南大学学报武纪燕，刘振东，杨润生现代控制元件电子工业出版社陶永华新型控制及其应用工业仪表与自动化装置陶永华，尹怡欣，葛芦生新型控制及其应用机械工业出版社李宜达控制系统设计与仿真清华大学出版社刘金现先进控制及其仿真电子工业出版社薛定字控制系统计算机辅助设计语言应用及设计应用先进控制技术清华大学出版社高东杰，谭杰，林红权应用先进控制技术国防工业出版社张志涌精通版北京航空航天大学出版社谢剑英，贾青微型计算机控制技术北京国防工业出版社胡寿松自动控制原理北京科学出版社金以慧过程控制北京清华大学出版社内蒙古工业大学本科毕业设计说明书林金栋自动调节原理及系统北京中国电力出版社吕勇哉工业过程模型化及计算机控制北京化学工业出版杜戴文进，章卫国自动化专业英语武汉理工大学出版社张世铭电力拖动直流调速系统武汉华中理工大学出版社内蒙古工业大学本科毕业设计说明书附录附表典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系参数关系阻尼比超调量上升时间峰值时间相角稳定裕度截止频率附表典型Ⅱ型系统动态抗扰性能指标与参数的关系附表典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标内蒙古工业大学本科毕业设计说明书谢辞本文是在张嘉英老师的悉心指导下完成的。在整个课题研究过程中，张老师给予我耐心细致的指导，每次我遇到不会的问题张老师都及时的帮我解决，在设计此文的过程中，张老师帮助我解决了很多实际问题。她那扎实的专业知识，严谨的治学态度，丝不苟的工作作风和平易近人的长者风范，不仅使我的专业知识得到提高，也将影响我今后的工作和生活，督促我不断进步，使我终生受益。值此论文完成之际，谨向尊敬的张老师表示我最诚挚的谢意和崇高的敬意,在我做毕业设计论文的过程中，也得到了其他同学的耐心指导和悉心帮助，还对本文提出很多宝贵意见。在此表示由衷的谢意,感谢她们对我的帮助。课题设计中的些问题是在和她们进行讨论之后得到了启发。这才使我能够顺利的完成本次毕业设计论文。最后，还要特别感谢我的父母和我的朋友们，在近二十年的求学生涯中，家人和朋友们给予了我无微不至的关心和全力支持，我的成长凝聚了他们的心血和汗水。电动机的电流输出仿真分析下面是模拟电动机的起动过程。电流的仿真曲线如图所示。在图中我们可以看到，电动机起动时电流维持在最大值，经过段时间电流下降至负载电流。由此可见，它与我们前面第三章所叙述的起动过程的电流波形基本上是致的，仿真结果与理论分析较为吻合。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图电动机在阶跃给定信号下电流输出曲线二转速环的仿真分析在分析完电流环后需要分析下转速环。图中给出了转速环的实际参数，其中，该图中有电动机的电势内反馈，为了讨论系统的动态扰动性能，和电流环样，也设置了两个扰动作用点。表示的是阶跃给定信号，和分别是两个典型扰动信号作用点的位置。扰动信号指待诸如电动机里的各种参数变化引起的扰动扰动信号指待诸如电网电压的波动变化引起的扰动以及晶闸管整流与移相触发装置参数变化所引起的扰动等。它的动态结构图如图所示。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书内蒙古工业大学本科毕业设计说明书转速环的转速输出特性的分析,,,,,,,,,,图转速环阶跃响应曲线通过编程运行出的转速图如上图，由图可以看到曲线单调上升，完全无超调，并且在内达到稳态。我们设计时要求超调小于。这与设计要求吻合。转速环的抗扰性能的分析在分析了电流环的抗扰性能后，再来分析下转速环的抗扰性能。般来说，双闭环调速系统具有比较满意的动态性能。对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能。主要是抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。按照图分别在扰动信号作用点和加阶跃扰动信号后进行仿真，它们的阶跃响应曲线如图和图所示。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书转速环抗负载扰动转速环抗电网电压扰动图转速环阶跃信号扰动响应曲线由图阶跃扰动响应性能指标有最大动态降落最大动态降落时间同理由图也可得到阶跃扰动响应性能指标有最大动态降落最大动态降落时间由上面的仿真图可以看出它的抗扰性能有如下几点由于负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器来产生抗负载扰动的作用。负载扰动可以通过转速反馈得到比较及时的调节，抗扰性能大有改善。同样由上图也可以看出系统对电网电压的大幅度突变也有良好的抗扰能力。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书从图中还可以看出，当扰动作用发生时，系统在内即可达到稳定，可见它的响应速度也是非常快的，同样，这也是我们设计此系统的原因之。转速环频域分析图转速闭环系统的开环结构图程序如下,,,,,,,,,,内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图转速环的图由图得出电流环的频域性能指标幅值裕度相角裕度幅值穿越频率剪切频率。实际工程上，般要求幅值裕度，相角裕度。可见转速环有足够的稳定裕量，其频域性能是很好的。起动过程电动机的转速输出仿真分析图是模拟电动机的起动过程转速的仿真曲线。在图中我们可以看到，电动机起动时转速逐渐增加，经过段时间转速基本达到稳定。由此可见，它与我们前面第三章所叙述的起动过程的转速波形基本上是致的，仿真结果与理论分析较为吻合。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书图电动机在阶跃给定信号下转速输出曲线三仿真结果分析从仿真的曲线图来看，超调量与理论计算有点差距，但这也是可以解释的，因为在完成此设计的过程中，为了得到双闭环系统的模型图，对电流环和转速环的设计，用了些近似的等效环节再就是在仿真中，调试的不够准确，如果再做近步的调试，效果会更好些。内蒙古工业大学本科毕业设计说明书结论随着近代电力电了技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进，以达到高速优质高效率地生产。在大多数综合自动化系统中，自动化的电力拖动系统仍然是不可缺少的组成部分。本文设计的是转速﹑电流双闭环直流调速系统，在设计中，使我对转速电流双闭环直流调速系统的组成数学模型静特性和动态性能有了总体的认识，并对调节器的工程设计方法有了本质上的把握，从而才具备了清晰的设计思路来完成本次设计。对工程设计方法有了定的了解后，结合教材所学内容，就可以对设计方案进行选择。在对转速环和电流环作了相应的简化后，依据设计所需要的静特性与动态性能确定系统的型别及选用的调节器类型。该系统是