本設計主要研究了直流調速轉速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)以及對MATLAB軟件的使用。系統(tǒng)模型由晶閘管-直流電動機組成的主電路和轉速電流調節(jié)器組成的控制電路兩部分組成。主電路采用三相可控晶閘管整流電路整流，用PI調節(jié)器控制，通過改變直流電動機的電樞電壓從而進行調壓調速。控制電路設置兩個PI調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。二者實行嵌套連接，把轉速調節(jié)器的輸出當作電流調節(jié)器的輸入，再用電流調節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE，形成轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)。在Simulink中建立仿真模型，設置各個模塊的參數(shù)，仿真算法和仿真時間，運行得出仿真模型的波形圖。通過對波形圖的分析，說明直流調速轉速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)和動態(tài)特性。

　　一．轉速電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)仿真的原理

　　1.1系統(tǒng)的組成

　　轉速、電流雙閉環(huán)控制直流調速系統(tǒng)是性能很好、應用最廣的直流調速系統(tǒng)。采用PI調節(jié)的單個轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉速無靜差。但是對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高的系統(tǒng)，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要了。

　　為了實現(xiàn)在允許條件下的最快啟動，關鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個物理量的負反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負反饋應該能夠得到近似的恒流過程。所以，我們希望達到的控制：啟動過程只有電流負反饋，沒有轉速負反饋；達到穩(wěn)態(tài)轉速后只有轉速負反饋，不讓電流負反饋發(fā)揮作用。故而采用轉速和電流兩個調節(jié)器來組成系統(tǒng)。

　　為了實現(xiàn)轉速和電流兩種負反饋分別起作用，可以在系統(tǒng)中設置兩個調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋。二者之間實行嵌套（或稱串級）聯(lián)接，如圖1-1所示。把轉速調節(jié)器的輸出當作電流調節(jié)器的輸入，再把電流調節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內環(huán)；轉速換在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。