本科生课程（选修）论文
论文题目：单闭环直流调速系统仿真
课程名称：运动控制系统
姓名：田莹强
学号：201723020412
2020 年 5 月 18 日
单闭环直流调速系统仿真
直流电动机：型号为 Z4-132-1，额定电压
4 0 0
N
U =
V，额定电流
52.2
dN
I =
A，额定转速为 2610 r/min，反电动势系数
e
C
=0.1459 V
×
min/r，允许过载倍
数
�
=1.5；
PWM 变换器开关频率：8KHz，放大系数：
s
K
=107.5；(538/5=107.5)，直流
母线电压为 538V。
电枢回路总电阻：
0.368R = W
；
时间常数：电枢回路电磁时间常数
l
T
=0.0144s，电力拖动系统机电时间常数
m
T
=0.18s；转速反馈系数
0.00383 min/V s= ×
a
(
N
nV /10�
)；
对应额定转速时的给定电压
VU
n
10
*
�
。
（1） 在 matlab/simulink 仿真平台下搭建系统仿真模型。其中 PWM 变换器利用
给出的 PWM 控制器模块和 simulink/Powersystem 工具包中的功率封装模
块搭建，不能直接利用传递函数建模。比例积分调节器进行积分和输出限
幅，输出限幅值为+5 和-5。
（2） 给出采用比例调节器（
7
p
K =
）、比例积分调节器时（
7
p
K =
，
1 10
7
=
t
）空载
起动到额定转速的转速波形，并就稳态静差和动态性能进行对比，分析说
明原因。注意比例积分调节器参数是按照式（3-27）定义的。
（3） 给出采用比例积分调节器时（
7
p
K =
，
1 10
7
=
t
）的转速、电流、电枢电压波
形，分析空载起动过程中电流过流原因，请给出解决过流问题的方法。
（4） 在 4s 突加 40%额定负载，给出仿真波形（包括转速、电流、转速调节器
输出），并加载过程中波形变化加以分析，比较加载前后稳态转速，说明
原因。
