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  • 双闭环直流调速系统方框图 在实际建模中,系统略微有一些不一样,反馈环节都要变成一个小惯性环节的低通滤波器,输入端也要有一个相应的惯性环节。后面给出的电流环和转速环会有说明。 ASR转速调节器 ACR电流调节...

    双闭环直流调速系统方框图

    在这里插入图片描述
    在实际建模中,系统略微有一些不一样,反馈环节都要变成一个小惯性环节的低通滤波器,输入端也要有一个相应的惯性环节。后面给出的电流环和转速环会有说明。

    1. ASR转速调节器
    2. ACR电流调节器
    3. Ks晶闸管

    电流环

    在这里插入图片描述
    这里可以看到反馈和输入多了一个惯性环节。

    转速环

    在这里插入图片描述
    这里的电流环被等效成了一个一阶惯性环节。

    仿真

    • 参数给定:
      在这里插入图片描述

    仿真注意:

    1. 由于实际的PI控制器都是有上限输出的,因此需要限幅,但是在Simulink下的pid模块的输出限幅只是对输出加了一个限幅模块,也就是其内在的积分项还是会一直积分,这会出现当双闭环调速系统进入ASR退饱和时无法退饱和,因为此时的积分项输出已经很大了,就算反向积分输出依旧达到幅值。介于这种情况,我们需要用积分模块和比例模块搭建PI控制器,然后在输出端加一个限幅模块,但是注意这个时候依旧存在上面的问题,我们还需要设置积分模块的输出限幅,将其设置为和限幅模块相同的限幅值,至此,PI控制器才与实际模拟控制器具有相同工作特性。
    2. 双闭环控制系统需要在第一阶段和第二阶段保持ASR的饱和状态,因此限幅值的选取要注意,这里我的阶跃给的20,ASR限幅10,ACR限幅15。

    在这里插入图片描述
    ASR:
    Ki:1/0.085
    Kp: 2
    ACR:
    Ki: 1/0.051
    Kp: 0.015/0.051
    IdL: 100

    监视输出转速,电枢电流,ASR输出,ACR输出:
    在这里插入图片描述
    Id最终稳在100,恰好为给定的负载电流。
    强迫建流阶段(转速):
    在这里插入图片描述
    恒流升速阶段(转速):
    在这里插入图片描述
    饱和超调阶段(转速):
    在这里插入图片描述
    ASR,ACR输出:
    在这里插入图片描述
    明显看到ASR的输出先是饱和,再退饱和,退饱和开始的时间恰好为转速开始超调的时间。当电流退饱和到100的时候转速开始从最大值下降,同样符合理论分析。

    总结

    PI控制器想要符合模拟器件工作特性别用PID模块,自己搭建!
    将课堂所学进行验证印象会更深!
    体会双闭环的精髓:先开环快速稳定一个惯性小的值最后再闭环稳定一个惯性大的值!!

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  • 里面有完备的双闭环直流调速系统的设计文档和仿真程序,欢迎下载。
  • 本资源为双闭环直流调速系统的动态仿真模型,转速控制器和电流控制器采用工程设计的方法进行设计。仿真可完美运行。
  • 设计题目: 转速、电流双闭环直流调速系统控制器设计 电机参数:他励直流电动机,额定功率为 185W,额定电压为 220V,额定转速 1600rpm,额定电 枢电流达到 1.1A。转动惯量 2mkg006.0 J 。电枢电感 La=326mH...
  • 本文从直流电动机的工作原理入手,建立了双闭环直流调速系统的数学模型,并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理,对闭环调速系统的设计参数进行分析和计算,利用Simulink对系统进行了...
  • 最后,即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路,本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和...
  • 直流电机双闭环调速系统MATLAB仿真

    千次阅读 2019-02-16 09:37:18
    Chopper-Fed DC Motor Drive This example shows a Chopper-Fed DC Motor Drive. Description The DC motor is fed by the DC source through a chopper which consists of GTO thyristor and free-wheeling diode ...

    Chopper-Fed DC Motor Drive
    This example shows a Chopper-Fed DC Motor Drive.

    在这里插入图片描述

    Description
    The DC motor is fed by the DC source through a chopper which consists of GTO thyristor and free-wheeling diode D1. The motor drives a mechanical load characterized by inertia J, friction coeficient B, and load torque TL.
    The hysteresis current controller compares the sensed current with the reference and generates the trigger signal for the GTO thyristor to force the motor current to follow the reference. The speed control loop uses a proportional-integral controller which produces the reference for the current loop. Current and Voltage Measurement blocks provide signals for visualization purpose.
    Simulation
    Motor starting
    Start the simulation. Observe the motor current, voltage, and speed during the starting on the scope. At the end of the simulation time (1.5 s), the system has reached its steady-state.
    Response to a change in reference speed and load torque
    The initial conditions state vector ‘xInitial’ to start with wm = 120 rad/s and TL = 5 N.m has been saved in the ‘power_dcdrive_init.mat’ file. This file is automatically loaded in your workspace when you start the simulation (see Model Properties). In order to use these initial conditions you have to enable them. Check the Simulation/Configuration Parameters menu , then select “Data Import/Export” and check “Initial state”.
    Now, double click the two Manual Switch blocks to switch from the constant "Ref. Speed (rad/s) " and “Torque (N.m)” blocks to the Step blocks. (Reference speed wref changed from 120 to 160 rad/s at t = 0.4 s and load torque changed from 5 to 25 N.m at t= 1.2s). Restart the simulation and observe the drive response to successive changes in speed reference and load torque.
    在此基础上修改测试

    Chopper-Fed DC Motor Drive (Discrete)
    his example shows a Chopper-Fed DC Motor Drive.
    H. LeHuy (Universite Laval, Quebec) and G. Sybille (Hydro-Quebec)
    在这里插入图片描述
    On this page…
    Description
    Simulation

    Description
    A DC motor is fed by a DC source through a chopper which consists of GTO thyristor and a free-wheeling diode.
    The motor drives a mechanical load characterized by inertia J, friction coeficient B, and load torque TL. The motor uses the discrete DC machine provided in the Machines library.
    The hysteresis current controller compares the sensed current with the reference and generates the trigger signal for the GTO thyristor to force the motor current to follow the reference. The speed control loop uses a proportional-integral controller which produces the reference for the current loop.
    Simulation
    Start the simulation and observe the motor voltage (Va), current (Ia) and speed (wm) on the scope. The following observations can be made:
    0 < t < 0.8 s: Starting and Steady State Operation
    During this period, the load torque is TL = 5.N.m and the motor reaches the reference speed (wref = 120 rad/s) given to the speed controller . The initial values of reference torque and speed are set in the two Step blocks connected to the TL torque input of the motor. Notice that during the motor starting the current is maintained to 30 A, according to the current limit set in the speed regulator. Zoom in the motor current Ia in steady state. Observe the current triangular waveshape varying between 5 A and 7 A, corresponding to the specified hysteresis of 2 A. The commutation frequency is approximately 1.5 kHz.
    t = 0.8 s: Reference Speed Step
    The reference speed is increased from 120 rad/s to 160 rad/s. The speed controller regulates the speed in approximately 0.25 s, and the average current stabilizes at 6.6 A. During the transient period, current is still limited at 30 A.
    t = 1.5 s: Load Torque Step
    The load torque is suddenly increased from 5 N.m to 25 N.m. The current increases to 23 A, while speed is maintained at the 160 rad/s set point.

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  • 双闭环直流调速系统仿真-双闭环直流调速系统仿真.doc 双闭环直流调速系统仿真 绝对详细,有参数
  • 闭环系统中设置了两个调节器, 即转速调节器 ( ASR) 和电流调节 器 ( ACR) , 分别调节转速和电流, 两者实行串级连接, 且都带有输出限幅 电路, 限幅值分别为 Usim ...转速和电流双闭环直流调速系统原理见 图 1[ 1 ] 。
  • 基于Simulink的转速、电流双闭环直流调速系统的建模与仿真

    目录

     1 基本工作原理
     2 Simulink建模
      2.1 电流环设计
      2.2 转速环设计
     3 仿真与结果
      3.1 电流环
      3.2 转速环
     4 Simulink建模文件下载(见文末)

    一、基本工作原理

    1.1工作过程
      他励直流电动机在启动时,必须先保证有磁场(即先通励磁电流),而后加励磁电压。电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号,此信号经放大后输出的电压必须远远小于额定电压。因为如果直接加上额定电压启动,电枢电流可能突增到额定电流的十多倍。这样,电动机的转向情况恶化,产生严重的火花,而且与电流成正比的转矩将损坏拖动系统的传动机构。为此,在启动时,必须设法限制启动电枢电流。一般Z2型直流电动机的瞬时过载电流按规定不得超过额定电流的1.5~2倍。

      由于直流电动机在启动阶段,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器, 此时以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值,直流电动机以最大电流恒流加速启动。电动机的最大电流(堵转电流)可以通过调整速度调节器输出限制的幅值来改变。在电动机转速上升到给定转速后, 速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。

      对于负载引起的转速波动,速度调节器输入端产生的偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器来修正触发器的移相电压,使整流桥输出的直流电压相应变化,从而校正和补偿电动机的转速偏差。另外电流调节器的小时间常数, 还能够对因电网波动引起的电动机电枢电流的变化进行快速调节,可以在电动机转速还未来得及发生改变时,迅速调整,使得电流恢复到原来值,从而使直流电动机更好地在某一稳定的转速下运行。

      转速调节器是调速系统的主导调节器,它使直流电动机转速很快地跟随给定电压变化,而在电机稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。转速调节器对负载变化起抗扰作用,其输出限幅值决定电机允许的最大电流值。

      电流调节器作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。电流调节器对电网电压的波动起及时抗扰的作用。在直流电动机转子转速动态过程中,电流调节器可以保证获得电机允许的最大电流,从而加快动态过程。当电机过载甚至堵转时,限制电枢电流的最大值,起快速的自动保护作用。一旦故障消失,系统立即自动恢复正常。这个作用对系统的可靠运行来说是十分重要的。

    1.2组成

      为了使转速和电流两种负反馈调节系统分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈。两者之间实行嵌套连接,如下图1-1所示。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE,最终实现对直流电动机的控制。从闭环系统结构上看,电流环负反馈调教系统在里面,称作内环;转速环负反馈调教系统在外边,称作外环。这样就构成了转速、电流双闭环直流调速系统。

    图1-1 转速、电流双闭环直流调速系统结构

      其中:ASR是转速调节器,ACR是电流调节器,TG为测速发电机 ,TA为电流互感器,UPE是电力电子变换器,Un是给定转速值(即给定电压值),Ufn为转速反馈电压,Ui是电枢电流给定电压,Ufi为电枢电流反馈电压。

      上图中,把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

    1.3结构

      一般来说,在最大电枢电流受限制的情况下,尽量发挥直流电动机的过载能力,使电力拖动控制系统以尽可能大的加速度起动。当直流电动机达到稳态转速后,电流应快速下降,保证输出转矩与负载转矩平衡,电动机进入稳定运行状态。

      为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用 P I 调节器,这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图示于图1-2。图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性,它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的,并考虑到运算放大器的倒相作用。

    图1-2 双闭环直流调速系统电路原理

    二、Simulink建模

    2.1电机参数

      额定电压UN =220V,额定电流IN=55A,额定转速nN=1500r/min,电动机电视系数Ce=0.132V·min/r。

      晶闸管整流装置输出电流可逆,装置的放大系数Ks=40,滞后的时间常数Ts=0.00167s。

      电枢回路总电阻R=0.5Ω,电枢回路电磁时间常数Tl=0.03s,电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s。

      转速反馈系数α=0.01V·min/r,对应额定转速时的给定电压Un*(Un)=10V。

      以下计算、动态设计均以此电机参数为例。

    2.2双闭环总设计

      在设计双闭环调速系统时,一般是先内环后外环,调节器的结构和参数取决于稳态精度和动态校正的要求,双闭环调速系统动态校正的设计与调试都是按先内环后外环的顺序进行,在动态过程中可以认为外环对内环几乎无影响,而内环则是外环的一个组成环节。工程设计的步骤如下:

    ​  (1)对已知系统的固有特性做恰当的变换和近似处理,以简化调节器结构。

      (2)根据具体情况选定预期特性,即典型Ⅰ系统或典型Ⅱ系统,并按照零极点相消的原则,确定串联调节器的类型。

      (3)根据要求的性能指标,确定调节器的有关P、I、D参数。

      (4)对系统进行校正。

    2.3电流环设计

    1、电流环的简化

    图2-1 电流环的简化

      按典型I型系统设计,ACR选用PI调节器。其中Ui*(s)即为图1-1中Ui-Ufi

    2、确定时间常数

      (1)整流装置滞后时间常数Ts。三相桥式电路的平均失控时间为Ts=0.0017s;

      (2)电流滤波时间常数Toi。三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms,为了基本滤平波头,应有(1~2) Toi=3.33ms,因此取Toi=2ms=0.002s;

      (3)电流环小时间常数T∑i。按小时间常数近似处理,取T∑i=Ts+Toi=0.0037s。

    3、确定电流环的典型系统型号

      根据设计要求σ%≤5%,而且TlTΣi=0.030.0037=8.11<10\frac{T_l}{T_\Sigma i}=\frac{0.03}{0.0037}=8.11<10,因此,电流环可按照典型Ⅰ型系统设计。

    4、电流调节器的结构选择

      电流调节器选用PI型,其传递函数为:WACR(s)=Kiτis+1τisW_{ACR}(s)=K_i\frac{\tau_is+1}{\tau_is}

    5、选择电流调节器参数

      ACR超前时间常数:τi=Ti=0.03s\tau_i=T_i=0.03s

      电流环开环增益:因为要求σ%≤5%,故应取KITΣi=0.5K_IT_ \Sigma i=0.5,因此:

    KI=0.5TΣi=0.50.0037=135.1 K_I=\frac{0.5}{T_\Sigma i}=\frac{0.5}{0.0037}=135.1

      于是,ACR的比例系数为:
    Ki=KIτiRβKs=131.10.060.50.0540=1.013 K_i=K_I\frac{\tau_iR}{\beta K_s}=131.1*\frac{0.06*0.5}{0.05*40}=1.013

    6、计算电流调节器的电路参数

    图2-2 电流调节器

    ​ 电流调节器原理如图2-2所示,按所用运算放大器,取R0=40KΩ,各电阻和电容值计算如下:
    Ri=KiR0=1.01340=40.52KΩRi=40KΩ R_i=K_iR_0=1.013*40=40.52K\Omega,取R_i=40K\Omega

    Ci=τiRi=0.00340103=0.75μFCi=0.75μF C_i=\frac{\tau_i}{R_i} =\frac{0.003}{40}*10^3=0.75\mu F,取C_i=0.75\mu F

    Coi=4ToiR0=40.00240103=0.2μFCoi=0.2μF C_{oi}=4\frac{T_{oi}}{R_0}=4*\frac{0.002}{40}*10^3=0.2\mu F,取C_{oi}=0.2\mu F

    2.4转速环设计

    1、转速环的简化

    图2-3 转速环的简化

    2、确定时间常数

    ​  (1)电流环等效时间常数为2T∑i=0.0074s。

      (2)转速滤波时间常数Ton。根据所用测速发电机纹波情况,取Ton=0.01s;

      (3)转速环小时间常数T∑n。按小时间常数近似处理,取T∑n=2T∑i+Ton=0.0174s。

    3、确定转速环的典型系统型号

      由于设计要求转速无静差,转速调节器必须含有积分环节;根据动态设计要求,应按典型Ⅱ型系统设计转速环。

    4、转速调节器的结构选择

      转速调节器选用PI型,其传递函数为:WASR(s)=Knτns+1τnsW_{ASR}(s)=K_n\frac{\tau_ns+1}{\tau_ns}

    5、选择转速调节器参数

      按照跟随和抗干扰性能都较好的原则取h=5,则ASR超前时间常数:
    τn=hTn=50.0174=0.087s \tau_n=hT_{∑n}=5*0.0174=0.087s
      转速开环增益:
    KN=h+12h2TΣn2=62520.01742=396.4 K_N=\frac{h+1}{2h^2T_{\Sigma n}^2}=\frac{6}{2*5^2*0.0174^2}=396.4
      于是ASR的比例系数为:
    Kn=(h+1)βCeTm2hαRTΣn=60.050.1320.18250.50.0174=11.7 K_n=\frac{(h+1)\beta C_eT_m}{2h\alpha RT_{\Sigma n}}=\frac{6*0.05*0.132*0.18}{2*5*0.5*0.0174}=11.7

    6、计算电流调节器的电路参数

    图2-4 转速调节器

    ​ 转速调节器原理图如图2-4所示,按所用运算放大器,取R0=40KΩ,各电阻和电容值计算如下:
    Rn=KnR0=11.740=468KΩRn=470KΩ R_n=K_nR_0=11.7*40=468K\Omega,取R_n=470K\Omega

    Cn=τnRn=0.087470103=0.185μFCn=0.2μF C_n=\frac{\tau_n}{R_n}=\frac{0.087}{470}*10^3=0.185\mu F,取C_n=0.2\mu F

    Con=4TonR0=40.0140103=1μFCon=1μF C_{on}=4\frac{T_{on}}{R_0}=4*\frac{0.01}{40}*10^3=1\mu F,取C_{on}=1\mu F

    三、仿真与结果分析

      采用了转速、电流反馈控制直流调速系统,对其要确定ASR和ACR连个调节器的PI参数,一种有效的办法是使用调节器的工程设计方法。

      工程设计是一定的近似条件下得到的,再用MATLAB仿真软件进行仿真,可以根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。

    3.1电流环仿真

    图3-1 电流环的仿真模型

    ​  其中,积分器Integrator Limited环节的饱和上界(Upper saturation limit)取10,饱和下界(Lower saturation limit)取-10,积分从0开始;饱和环节Saturation的上限(Upper limit)取10,下限(Lower limit)取-10;阶跃模块(Step)中阶跃时刻改为0,阶跃值取10。以下仿真模型均如此。

    (1)当PI调节器中KI取1.013,1/τi取33.77时,仿真结果如图3-2所示。

    图3-2 参数为1.013、33.77时电流环仿真结果

      从上图中可以看出,在直流电动机的恒流升速之前,电流值低于200A即(4-5)IN,其原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动影响。

    (2)当PI调节器中KI取0.5067,1/τi取16.89时,仿真结果如图3-3所示。

    图3-3 参数为0.5067、16.89时电流环仿真结果

    (3)当PI调节器中KI取2.027,1/τi取67.57时,仿真结果如图3-4所示。

    图3-4 参数为2.027、65.57时电流环仿真结果

    ​  从图3-3中可以看出,此时的输出基本无超调量;图3-4则是为超调量较大的仿真结果。

    3.2转速环仿真

      在电流PI调节器中KI取1.013,1/τi取33.77。

    图3-5 转速环的仿真模型

      在图3-5中,转速调节器中的Kn取11.7,1/τn取11.7/0.087=134.48。阶跃输入时间和调节时间均为0,阶跃值为10。

    (1)转速环空载高速启动

      在图3-5转速环仿真模型图中,设置Step1模块阶跃初始时间、阶跃时间、阶跃初始值和阶跃值均为0,即令双闭环直流调速系统初始条件为空载启动。仿真波形图如下:

    图3-6 转速环空载高速启动波形图

    (2)转速环满载高速启动

      在转速环仿真模型图中,设置Step1模块阶跃初始时间和阶跃时间为0,阶跃初始值和阶跃值均136,即令双闭环直流调速系统初始条件为满载启动。仿真波形图如下:

    图3-7 转速环满载高速启动波形图

      从图3-6和图3-7可以看出,无论负载时空载还是满载时启动,直流电动机转速均很快到达1500r/min附近并保持稳定,这说明双闭环直流调速系统结构设计合理。

    (3)转速环满载高速启动时遇到干扰

      设置Step1模块阶跃初始时间为0,阶跃时间为2,阶跃初始值为136,阶跃值分别为100和150,即令双闭环直流调速系统初始条件为满载启动,但在2s时刻系统受到扰动。仿真波形图如下:

    图3-8 转速环满载高速启动时遇到下降干扰
    图3-9 转速环满载高速启动时遇到上升干扰

      对以上4图分析:此双闭环直流调速系统在空载时比满载更快速启动,可以使电流快速达到稳定值,并保持在略低于的值,从而使系统实现快速启动,最终达到恒速。并且此系统具有抗扰作用,可以使转速维持在给定值。

    四、总结

      通过建立直流电机转速、电流双闭环调速系统数学模型设计,根据具体指标参数,应用工程方法设计了电流调节器和转速调节器,设计中选择合适的调节器类型,给出了系统动态结构图并进行了仿真和性能分析。利用MATLAB及其中的仿真工具Simulink,对所设计的电流环和转速环的阶跃信号进行了仿真计算,绘制出扰动曲线,并计算出阶跃扰动响应性能指标,从阶跃扰动响应曲线及其指标得出对扰动信号,该系统具有很强的抗扰性能的结论。

    本文Simunlink模型是在Matlab 2017a版本中Simulink环境下建立。

    .slx源文件下载链接:
    https://download.csdn.net/download/Lucyeisen/12586183

    展开全文
  • 根据设计多环控制系统的一般原则进行系统设计:从内环开始,一环一环地逐步向外扩展。先从电流环入手,首先设计好电流调节器,然后把整个电流环看做转速调节系统的一个环节,再设计转速调节器。...
  • 前段时间学习了基于神经网络的智能控制,这周就把单神经元PID控制器应用于转速电流双闭环直流调速系统 双闭环直流调速系统的动态数学模型如下图所示: 外环为转速环,内环为电流环。本次转速调节器采用基于单...

        前段时间学习了基于神经网络的智能控制,这周就把单神经元PID控制器应用于转速电流双闭环直流调速系统

        双闭环直流调速系统的动态数学模型如下图所示:

        外环为转速环,内环为电流环。本次转速调节器采用基于单神经元的PID控制器,其参数由单神经元自学习调整得到,从而克服系统运行过程中各种不利因素对系统所造成的影响,以达到较好的控制效果。电流调节器仍采用PID调节器,以提高系统的响应速度,实现对电流的限幅,电流调节器采用工程设计的方法设计。如下图所示:

        直流电动机参数如下:

        直流电动机:220V,136A,1460r/min,Ce=0.132V.min/r,允许过载倍数为1.5

        晶闸管装置放大系数:Ks=40

        电枢回路总电阻:R=0.5

        时间常数:Tl=0.03s,Tm=0.18s

        反馈系数:B=0.05V/A(10V/1.5In),a=0.00684V.min/r(10V/nN)

        由上述参数建立双闭环直流调速系统如下图所示:

        转速调节器采用工程设计的方法进行设计PI参数为:Kp=11.7,Ki=134.48 如下图所示:

        积分环节要加一个[0 1]的限幅,给定值最大为10所确定的反馈系数,所以控制信号的输出不大于10加一个限幅环节[-10 10]

        电流调节器采用工程设计的方法进行设计PI参数为:Kp=1.013,Ki=33.77 如下图所示:

        积分环节要加一个[0 1]的限幅,给定值最大为10所确定的反馈系数,所以控制信号的输出不大于10加一个限幅环节[-10 10]

        给定额定转速1460的仿真结果如下图所示:

        基于工程设计的双闭环直流调速仿真模型已上传,如有需要自行下载:

        https://download.csdn.net/download/weixin_42650162/11226302

        下面把转速PI调节器换为单神经元PID控制器,如下图所示:

        单神经元PID控制器仿真设计已在我以前博客所写:

        https://blog.csdn.net/weixin_42650162/article/details/90517955

        单神经元PID控制器仿真下载:

        https://download.csdn.net/download/weixin_42650162/11215448

        转速调节器换为单神经元PID控制器,其余参数不变 单神经元PID控制器如下图所示:

        单神经元控制算法用S函数编写,如何编写和函数下载请参考上面链接

        单神经元PID控制器学习参数设置如下:

        给定额定转速1460的仿真结果如下图所示:

        黄线为转速,蓝线为电流 ,参数自适应学习的变化如下图所示:

          

    给定额定转速1460并在20s时加入30的负载,如下所示:

        给定额定转速1460并在20s减速为600在40s加速为1200,仿真结果如下图所示:

        仿真结果还是很好的,和普通的增量式PID控制器仿真的对比没有做。

        基于单神经元PID控制的双闭环直流调速系统的仿真模型已上传,如有需要可自行下载:

        https://download.csdn.net/download/weixin_42650162/11230547

        由于作业需要,又进一步对该神经网络学习参数进行了调整,以期达到更好的控制效果。并和基于工程设计的传统PID控制做了一下对比分析,如下图所示:

        

        仿真结果如下:

       图中黄线是基于工程设计的常规PID控制器,蓝线是基于单神经元自适应PID控制器, 从仿真结果看,基于单神经元PID控制器的超调量,动态响应要优于传统PID控制器。但是抗扰性和调速的快速性不是很好(有待改进)如下图所示:

        抗扰性能不是很好,需要进一步在调参数。

        基于单神经元PID控制的双闭环直流调速系统和基于工程设计的传统PID控制的双闭环直流调速系统对比仿真模型已上传,如有需要可自行下载:

        https://download.csdn.net/download/weixin_42650162/11338424

    展开全文
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双闭环直流调速