MATLAB Simulink实现的转速-电流双闭环直流调速系统设计与仿真

本课程设计是针对电气工程及其自动化专业的学生，主要任务是设计一个转速、电流双闭环直流调速系统。系统基于MATLAB Simulink平台进行建模和仿真。设计对象是一台晶闸管供电的直流电动机，其主要参数包括额定电压440V、额定电流365A，电动机飞轮惯量为20Nm²等。设计目标包括实现无静差控制以及动态性能，如电流超调量限制在5%，通过转速微分负反馈消除转速超调。 设计的核心内容分为四章： 1. 工作原理与组成：章节详细介绍了双闭环直流调速系统的概念、组成部分，包括稳态结构图和静态特性，以及数学模型的构建。动态数学模型部分探讨了系统在启动过程中的行为。 2. 调节器设计：这一部分阐述了设计调节器的原则，比较了Ⅰ型和Ⅱ型系统的性能特点。电流调节器的设计步骤包括简化结构、计算时间常数、选择合适的结构形式、参数计算和近似条件的校验，以及调节器电阻和电容的选择。同样，转速调节器的设计也包含了相似的过程，如确定时间常数、结构选择和参数计算。 3. Simulink仿真：利用MATLAB Simulink工具，设计者模拟了电流环和转速环的运行，以及整个双闭环系统的动态行为。这有助于验证理论设计的有效性并优化控制器参数。 4. 设计心得与总结：最后一章分享了设计过程中的心得体会和可能遇到的问题解决策略，以及对整个项目学习的反思。 在整个设计过程中，学生将深入理解双闭环控制系统的原理和实际应用，掌握调节器参数的计算方法，以及如何使用Simulink进行系统仿真和优化。此外，项目还强调了理论与实践相结合的重要性，培养了学生的实验技能和问题解决能力。