一、设计参数
设一转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H桥PWM方式驱动，已知电动机参数为：
额定功率200W； 额定转速48V； 额定电流4A；
额定转速=500r/min； 电枢回路总电阻R?8?； 允许电流过载倍数?=2；
电势系数Ce?0.04Vmin/r； 电磁时间常数TL?0.008s； 机电时间常数Tm?0.5；
电流反馈滤波时间常数Toi?0.2ms； 转速反馈滤波时间常数Ton?1ms；
**要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压Unm?Uim?10V；
两调节器的输出限幅电压为10V； PWM功率变换器的开关频率f?10kHz； 放大倍数Ks?4.8。
试对该系统进行动态参数设计，设计指标： 稳态无静差； 电流超调量?i?5%；
空载起动到额定转速时的转速超调量? ? 25%； 过渡过程时间ts?0.5 s。
二、设计过程
1、稳态参数计算
根据两调节器都选用PI调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限
幅值均选择为10V
*Uim10V电流反馈系数；????1.25V/A
?Inom2?4A*Unm10V转速反馈系数：n???0.02V?min/rnnom500r/min
2、电流环设计
1) 确定时间常数
电流滤波时间常数Toi?0.2ms，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则
T?i?Ts?Toi?0.0001?0.0002?0.0003s
2）选择电流调节器结构
电流环可按典型Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI调节器，其传递函数为
GACR(s)?Ki?is?1 ?is3）选择调节器参数
超前时间常数：?i=TL=0.008s
电流环超调量为?i?5%，电流环开环增益：取KiT?i?0.5，则
KI?0.50.5??1666.67 T?i0.0003于是，电流调节器比例系数为
Ki?KI??iR0.008?8?1666.67??17.778 ?Ks1.25?4.84）检验近似条件
电流环截止频率?ci?KI?1666. 67 1/s （1）近似条件1：?ci?1 3Ts 现在
11??3333.33＞?ci，满足近似条件。 3Ts0.0003（2）近似条件2：?ci?31 TmTL 现在311=3=47.43
0.5?0.008TmTL（3）近似条件3：?ci?11
3TsToi 现在
1111==2357.02>?ci，满足近似条件。
3TsToi30.0001?0.00025）MATLAB仿真
(1) 电流环给定阶跃响应的MATLAB仿真
经过小参数环节合并的电流环动态结构图如下：
输入[a1,b1,c1,d1]=linmod('001');step(a1,b1,c1,d1);grid on 后
经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应曲线
输入[a1,b1,c1,d1]=linmod('lu002');margin(a1,b1,c1,d1);grid on 后
经过小参数环节合并的电流环开环频率特性曲线
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