文章目錄
1 實驗要求
2 仿真過程 2.1 仿真對象
2.2 仿真總圖
圖1 系統總體框圖
3 實驗問題解答 3.1 問題（2） 3.1.1 比例調節器與比例積分調節器的比較分析
圖2 P調節器怠速輸出（上） PI調節器怠速輸出（下）
穩態靜差：據了解，直流電機的額定怠速為2610r/min。 可以看出，采用比例調節器的最終穩定怠速約為2483r/min，而采用比例積分調節器的最終穩定怠速約為2610r/min。
原因：比例調節器的控制存在靜差，屬于有靜差的系統。 對于比例積分控制器來說，它屬于無靜差系統。 由于引入了積分，積分調節器的輸出包含了輸入誤差的整個歷史電機負載電流過大的原因，因此積分控制可以實現無靜差的速度調節。
動態性能：從上圖可以看出，比例調節器在0.2s左右達到穩定怠速，而比例積分控制器在0.2s左右達到峰值，但怠速存在超調。 約2s后，怠速穩定在2610r/min。
原因：比例積分的調整取決于怠速偏轉電流。 只要怠速出現誤差，就能及時控制，系統響應速度更快。 積分調節器的輸出包含了輸入誤差的整個歷史，具有控制滯后的特點，因此系統存在超調，穩定時間較長。
小結：與比例控制器相比，比例積分控制器的穩態性能較好，動態性能較差。 比例部分可以快速響應控制操作，積分部分最終可以消除穩定性偏差，但會在一定程度上影響聲學性能。
3.2 習題（3） 3.2.1 怠速、電流、電樞電流波形
圖3 PI調節器怠速波形
圖4 PI調節器電壓波形
圖5 PI調節器柵極電流波形
3.2.2 過流原因及解決方法
過流原因：當在怠速反饋控制直流調速系統中突然加入給定電流時，由于慣性的作用，怠速不能立即建立，反饋電流為零，相當于誤差電流△U。 =U，調節器的輸出為KU 此時，由于放大器和變換器的慣性很小，定子電流Ud立即達到最高值。 對于電機來說，相當于全壓啟動，會造成電機過壓，這實際上是不允許的。
解決辦法：引入帶電壓截止的負反饋環節，使集電極電壓不超過允許值。
3.3 問題（4）
分別采用比例調節器和比例積分調節器模擬突然增加的負載。 在此基礎上電機負載電流過大的原因，在4s時突然增加40%的負載，即在step2中加入4s時值為20.88的前饋。
圖6 突加負載電壓輸出
圖7 突加負載時的怠速輸出
圖8 突加負載時怠速調節器的輸出
加載前后穩態怠速：突發加載前后怠速幾乎不變，體現了PI控制器抗擾動的能力。 同時，勵磁電流從3.5369V上升到3.6133V，勵磁電流從0上升到19.8139A，以克服負載壓降帶來的電壓降。
原因：在穩態運行時，怠速誤差電流必須為零。 如果誤差電流不為零，則執行反饋調節以達到新的穩態。 當突發負載引起動態轉速下降時形成，通過調節控制電流、電樞電流和勵磁電流達到新的穩態。
總結：比例積分控制結合了比例控制和積分控制的優點，克服了各自的缺點，相輔相成。 比例部分可以快速響應控制動作，積分部分最終可以消除穩態誤差。
4 實驗總結
在靜態微分怠速負反饋的單閉環直流調速系統中，由于采用了P調節器，穩態時怠速只能接近給定怠速值，而不能完全等于給定怠速值。給定的怠速值。 增大開環增益只能減少空閑壓降，但不能完全消除空閑壓降。 為了徹底消除怠速下降，實現怠速無靜差調節，采用PI調節器代替P調節器，構成非靜態怠速負反饋直流調速系統。 利用仿真技術實現了上述帶靜差和無靜差的單閉環直流調速系統的仿真建模，并給出了怠速調節器參數為時調速系統的仿真分析結果。已給出更改。 實驗結果表明，單閉環直流調速系統的調速性能仿真結果與理論推導的調速性能一致。
