帶電流截止負(fù)反饋的直流控制系統(tǒng)設(shè)計 MATLAB仿真 PPT

ID:63753 · 發(fā)表于 2017-1-14 16:15

一個帶電流截止負(fù)反饋的直流控制系統(tǒng)，運用MATLAB進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果還不錯，超調(diào)也比較小

設(shè)計背景：

1.問題提出
在轉(zhuǎn)速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)上突然給定電壓時，由于慣性的作用，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來，反饋電壓為零，此時電樞電壓立即達(dá)到他的最大值，這會造成電機過電流，這是不允許的。

2.問題的解決
為了解決電流過大的問題就必須在系統(tǒng)中建立自動限制電樞電流環(huán)節(jié)。引入電流負(fù)反饋，可以使電流不會超過允許值。這種作用只應(yīng)在啟動或堵轉(zhuǎn)時存在，電機正常運行時應(yīng)該取消。這樣的當(dāng)電流大到一定程度時才出現(xiàn)的電流負(fù)反饋稱為電流截止負(fù)反饋。

電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)工作原理

圖1中電流反饋信號取自串入電樞回路中的電阻Rs,IdRs正比于電流。設(shè)Idcr為臨界的截止電流，當(dāng)電流大于Idcr時將電流負(fù)反饋信號加到放大器的輸入端，當(dāng)電流小于Idcr時將電流反饋切斷。為了實現(xiàn)這一作用，須引入比較電壓Ucom。圖3中利用獨立的直流電源作比較電壓，其大小可用電位器調(diào)節(jié)，相當(dāng)于調(diào)節(jié)截止電流。在IdRs與Ucom之間串接一個二極管ＶＤ，當(dāng)IdRs>Ucom時，二極管導(dǎo)通，電流負(fù)反饋信號Ui即可加到放大器上去；當(dāng)IdRs=<Ucom時，二極管截止，Ui即消失。顯然，在這一線路中，截止電流Idcr=Ucom/Rs。圖2中利用VS的擊穿電壓Ubr作為比較電壓，線路簡單但不能平滑調(diào)節(jié)截止電流。

帶電流截止負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和靜特性
電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的輸入輸出特性如圖3所示，它表明：當(dāng)輸入信號為（IdRs-Ucom）正值時，輸出和輸入相等；當(dāng)為負(fù)值時，輸出為零。這是一個非線性環(huán)節(jié)（兩（IdRs-Ucom）段線性環(huán)節(jié)），將它畫在方框中，再和系統(tǒng)的其它部分聯(lián)接起來，即得帶電流截截止負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4所示，圖中Ui表示電流負(fù)反饋信號電壓，Un表示轉(zhuǎn)速負(fù)反饋信號電壓。

帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示，當(dāng)Id=<Ider時，電流負(fù)反饋被截止，靜特性只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋

電流負(fù)反饋被截止時相當(dāng)于圖中的CA段，它就是閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)本身的靜特性，顯然是比較硬的。電流負(fù)反饋起作用后，相當(dāng)于圖中的的AB段。我們可以看出，AB段和CA段相比有兩個特點：
1）電流負(fù)反饋的作用相當(dāng)于在主電路中串入一個大電阻KpKsRs，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂。
2）比較電壓Ucom與給定電壓Un的作用一致，好像把理想空載轉(zhuǎn)速提高到