PSIM练习01-双闭环的直流电动机速度控制器的设计-译文及仿真结果

PSIM01      M.Brugel20071 1.  2. PID 3.    1.  2.  3. PID 4.    1.  2.  3.  4.  5.  6. LAPLACE     1. mod_DC_Chopper.pdf 2. mod_DC_Motor.pdf 3. PIPI_order1.pdf 4. PSIMAC SweepACSweep_Tutorial.pdf    50  0100ms                1.  2.  3.  4.  5.  6.  7.   1.  1.1   PSIMMAXON 2260 215maxon2260.pdf   Cr=K1ΩK1=0.0005Nm/(rad/s)     ‐  1.   V1500rpm V=14.5V 95%TrIa Tr83ms Ia=1.08A       1.2 / PSIMTF1TF2TF1TF2PSIMmaxon2260.pdfmod_DC_Motor.pdf TF2kf=5.15μNm/(rad/s)  2.    14.5V Tr=80ms Ia=1.08A    5A3ms  1.3 ‐  5%2.5% 124VαV=14.5V  mod_DC‐Chopper.pdf α=14.45/24=0.60420~10VVcom Vcom=0.604*10=6.04V 3.   Um Um14.4V  SIMVIEWIamax=1.148AIamin=1.002AIa_avg=1.07A ΔCe=(1.148-1.002)/1.07=13.6%5%mod_DC_Chopper.pdfα=0.5 L=2.8mH  Δimax=E*Th/(4*L)E=24;Th=1/40kHzΔimax=5%*iav=0.05*1.08L=2.8mH 4.    12.8mH  Δimax=35mA Δimax/ia_avg=0.035/1.08=3.2%5%20.92m2.8‐0.92=1.88mH  Δimax=1.1063‐1.0588=0.0475A=47.5mA Δimax/ia_avg=0.0475/1.08=4.4%5%  2.  2.1  2.1.1   mod_DC_Motor.pdf 1T()(1)(1)mIfeemssksτττ+=′′++ 22222()T()()()()11(1)(1)mmeemsksUsJsfLsRkkJLRJLfkRfsskRfkRfksττΩΩ==+++=++++++=′′++ 22222()T()()()()1()11()11(1)(1)ImmeemememfeememRfemfeemIsJsfsUsJsfLsRkfsRfkRfsskRfskskssksτττττττττττττ+==++++=++++++=++++=′′++  2mkkkRf=+ 2ffkkRf=+ 2RfRfkkRf=+ eτ′emτ′2()10eememRfesksττττ+++= 21,2()()412emRfeemRfeeemkksττττττ−+±+−= 2()()42emRfeemRfeeemeeememRfeekkkττττττττττττ+−+−′=≈+≈ 2()()42()(1)emRfeemRfeeememeememRfeemRfeemRfekkkkkτττττττττττττττ+++−′=≈+−+≈+− 22()[()4]4emRfeemRfeeemeemeemkkττττττττττ+−+−′′==  τm=J/fτ'e≈τe=Ltotal/Rτ'em≈τem=τm*R*f/(k2+R*f)τm  τemτe   m11/mωτω== 1/eeωτ= 1/ememωτ= 21/1/eemeemωττττ′′==    G0=2.4= 24V / 10VK0=AG0 VswpVswp  fm=13mHzfe=122.4Hz1τm = J/f = 63.5e‐6 / 5.17e‐6 = 12.3s  1113(Hz)22212.3mmmfmωππτπ====× 2 τe = Ltotal/R = (0.92e‐3+2.8e‐3) / 2.85 = 1.3 ms  11122.4(Hz)2221.3eeefmωππτπ====× 3 τem = τm*R*f / (k2 + R*f) = 12.3 * 2.85 * 5.17e‐6 / (73e‐3*73e‐3 +2.85*1.57e‐6) = 0.03398 (s)  114.6837(Hz)220.03398ememfπτπ===× 4 211150.458(rad/s)0.00130.03398eemωττ===× 22150.45824(Hz)22fωππ=== 1Hz1kHz  5.          ‐20dB/  2.1.2   PIPITi = 1 / ω2  95%tr=1msTr 03rtω= ω0  ω2Ti f2=100Hzω2= 628rad/s Ti = 1/ω2 = 1.6ms  f2=24Hzω2= 150rad/s Ti = 1/ω2 = 6.7ms  PI  6.   PITi=1/ω2Kp=1ωωωπKp = 10(13.4/20) = 4.677  Ti = 6.7msPI4.7    TikpPI  7.  PI  1msPITikP    PI  2.2  2.2.1   8.   PIVcons5V1500rpmKtac Ktac = 5V / (1500/60*2*π) = 0.031831 (V/rad/s) = 31.831mV/rad/s VconVretv   PI_order1.pdfVconVretvH(s)=1Ksτ+τK τ≈128ms(63)K = 23 / 5 = 4.6  2.2.2   PI_order1.pdf1C(s)=A(1)iTs+ATiTr100ms H(s)C(s) 22200()()1F(s)=11()()11211iiiHsCsTsKATHsCsTssKAKAasssτλωω+=+++++=++  012iiKATKAKATλτωτ+==  03rTλω≈  036611rBTKAKττλω≈==++ Ti 66*0.128116.680.1006.681.454.6BrBKTKAKτ≈−=−====   1Ti λ=1 22244(1)(1)40.1286.68(16.68)0.05858msBiBKAKTKAKsττ==++××=+== 2Ti Ti λ 1Ti0.5τ=64msλ= 1Ti0.75τ=96ms λ 1Tiτ=128ms 9.  PI  5VTi58ms64ms96ms128ms   3.  3.1   Iamax=6.7A   3A  10. PI    3.2       11. ‐     Vcons = 10V3000rpm24V 36V    PSIMs‐Tutorial_ACSweel.pdf