基于simulink的转速反馈单闭环直流调速系统

1.算法概述

仿真模型图为：

 

2.仿真效果预览

matlab2022a仿真结果如下：

 

 ①ode23  

 

 

 

      

 ②ode113

 

 

 

 ③ode15s   

 

 

                 

 

 ④ode23s

 

 

 

 ⑤ode23t

 

 

                    

 

⑥ode23tb

 

 

 

①Kp=0.5

 

 

 

 

空载转速n=816r/min，稳态时转速n=768r/min，静差率s=5.88%

 

 ②Kp=1

 

 

 

 空载转速n=948r/min，稳态时转速n=920r/min，静差率s=2.95%

 

   ③Kp=2

 

 

 

   空载转速n=1030r/min，稳态时转速n=1016r/min，静差率s=1.36%

 

   ④Kp=4

 

 

 

 

空载转速n=1078r/min，稳态时转速n=1070r/min，静差率s=0.74%

 

       ⑤Kp=10

 

 

 

 

 空载转速n=1110r/min，稳态时转速n=1105r/min，静差率s=0.45%

 

       闭环反馈控制系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。而转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，闭环调速系统应该能大大减少转速降落。

 

（1）控制器为比例环节时

 

由实验波形可知，Kp值越大，稳定后的转速n就越大，超调量也越大，静差率s则越小。静差率s反映的是闭环反馈效果，s越小，闭环反馈效果则越好，即Kp值越大，闭环反馈效果则越好。在实际中，我们希望得到的是超调量小（即希望Kp小）和闭环反馈效果好（即希望Kp大）的系统，但是这二者却是相互矛盾的，我们只能从中选取一组最优平衡值，使得在较小超调量和较好反馈控制下系统能够最大限度的最好工作。

 

（2）控制器为比例积分环节时

 

       超调量和响应时间受Kp、Ki共同控制，在相同Kp下，Ki越大，上升速度越快，响应时间越短，超调量越大；在相同Ki下， Kp越大，上升速度越快，响应时间越短，超调量越大。即Kp*Ki的值越大，上升速度越快，响应时间越短，但是超调量越大（Kp小于1时无超调量）。

 

       静差率在仿真时间内为0，即实现了无静差调速系统。

 

       当Kp取一定值时，Ki的值在增大到一定程度时，会产生振荡发散现象。

 

        比较开环系统与闭环系统知，开环调速系统受到外界的干扰信号影响较闭环调速系统大；闭环系统的静差率比开环系统的小，且带比例放大器的反馈控制闭环调速系统是有静差的调速系统，而采用比例积分调节器的闭环调速系统则基本上实现了无静差调速，闭环反馈效果较好。

 

3.MATLAB部分代码预览

matlab2022a仿真结果如下：

 

 仿真模型图为：