近年來，由于電力電子技術和控制技術的迅猛發(fā)展，直流調(diào)速系統(tǒng)在某些領域內(nèi)已不斷地被交流調(diào)速系統(tǒng)所取代。但因直流電機具有大范圍平滑調(diào)速、過載能力大等優(yōu)良特性，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)階段仍是自動調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。
　　摘要：帶電壓內(nèi)環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)與轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)相比，在電流環(huán)內(nèi)多加入一個電壓環(huán)，能及時調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓波動所造成的的擾動。以小功率直流電機為對象，采用工程設計法，對電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進行設計，并在Matlab的Simulink環(huán)境中對系統(tǒng)進行仿真與調(diào)試，最后得出滿足系統(tǒng)相應性能指標的一組參數(shù)。

　　關鍵詞：電壓內(nèi)環(huán),直流調(diào)速系統(tǒng),調(diào)節(jié)器,仿真

　　1引言

　　帶電壓內(nèi)環(huán)的三環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)之上加入了電壓內(nèi)環(huán)，其原理與雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)無太大區(qū)別。電壓內(nèi)環(huán)的主要作用在于能一定程度上改造被控對象，以及能及時的抑制電網(wǎng)電壓波動所引起的擾動。

　　本文以小功率直流電機為例，對帶電壓內(nèi)環(huán)的直流電動機調(diào)速系統(tǒng)運用工程設計法設置各調(diào)節(jié)器的參數(shù)，在Matlab中建立系統(tǒng)的Simulink仿真模型并調(diào)試，最后得出相應結論。

　　2控制系統(tǒng)的理論設計

　　首先根據(jù)系統(tǒng)的組成建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，然后采用工程設計法，按照先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的原則，并根據(jù)系統(tǒng)的設計要求，依次對電壓調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器進行設計。

　　2.1系統(tǒng)組成及設計要求

　�。�2）設計要求。穩(wěn)態(tài)指標：無靜差；動態(tài)指標：轉(zhuǎn)速、電流超調(diào)量小于5%，階躍電壓、階躍負載擾動下的恢復時間小于0.5s。

　　2.2電壓調(diào)節(jié)器的設計

　　2.3電流調(diào)節(jié)器的設計

　　2.4轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計

　　3控制系統(tǒng)的仿真

　　3.1仿真模型

　　根據(jù)系統(tǒng)原理圖及工程設計法得出的參數(shù)，在Matlab中建立帶電壓內(nèi)環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，如圖2所示。

　　3.2仿真結果

　　（1）調(diào)試前：額定負載下，在時給電網(wǎng)電壓加入的擾動，得到電機的電樞電流和轉(zhuǎn)速的輸出波形分別如圖3、圖4所示。可看出電流超調(diào)量還未滿足設計要求，因此需將調(diào)節(jié)器參數(shù)做進一步調(diào)整。

　　4結論

　　帶電壓內(nèi)環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)是一個復雜的控制系統(tǒng)，運用傳統(tǒng)的設計方法工作量大，系統(tǒng)調(diào)試困難。本文采用工程設計法來設計各調(diào)節(jié)器的參數(shù)，大大減小了工作量，利用Matlab對控制系統(tǒng)進行仿真，使系統(tǒng)的性能分析過程簡單且調(diào)試方便。

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