佳人旧梦
图 电流波形
从上图可以看出，起动时转速超调量较大，振荡次数多，起动时间较长。这是因为速度调节器输出达到限幅值时，转速并未达到给定值，偏差均大于零，积分部分的输出一直在增加，这就可能使积分部分的输出达到很大的值。当转速达到期望值后，积分调节器的输出不能立即变小，而是需要经过一段时间使积分调节器的输出恢复到开始限幅瞬间的数值。在这段时间内调节器暂时调节功能。
此仿真并不能达到题设要求，为此必须对ASR和ACR进行改正。
2. 积分输出加限幅环节仿真
下图给出在积分输出和调节器输出后均加一限幅环节的Simulink仿真模型。在这一模型中，积分输出后，再加限幅环节，即积分环节和限幅环节分开。
图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130 ASR积分限幅值为：上限10 下限-10
ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10
16
从以上的原理图可得出转速和电流波形如下：
从以上图可以看出，采用这种限幅方式时，电机受到扰动后，转速回不到原来的转速。这是由于电机起动时积分调节器的输出很快达到限幅值，由于输出的超调很小，所以在整个起动过程中，积分调节器也没能退出饱和，使得PI的输出一直保持在限幅值上。而当增加负载，速度降低，偏差增加，PI调节器仍维持在限幅值上，转速调节器不起作用。所以受到扰动后，电机的转速回落不到原来的值。如果增加限幅值，又会使仿真结果如之前一样。
为此须对积分环节再加以改变。
3. 使用积分带限幅的PI调节器仿真
下图给出了积分带限幅的PI调节器Simulink仿真模型。图中不仅把PI调节器的比例部分和积分部分分开，对PI调节器的输出设置上、下限幅，还要对积分设置上、下限幅。而且这种积分是积分环节本身所带的。在Simulink环境下，这种积分限幅的实现需要双击积分模块，在对话框中选中Limit output项，然后设置上、下限幅。
17
上图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130
ASR积分限幅值为：上限10 下限-10
ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10
由上图可知，转速超调量较少符合要求，但发现电流上升过快，且相应的调节时间较长，而通过多次试验发现调节ASR的限幅值可以改变调节时间，但这样将会使到最后电流过大。如下图：
18
上图中 ASR限幅值为：上限40 下限-130
ASR积分限幅值为：上限10 下限-10
ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10
加入负载后，转速，电流波形如下：
上图中 ASR限幅值为：上限10 下限-130
ASR积分限幅值为：上限10 下限-10
ACR限幅值为：上限100 下限-100 ACR积分限幅值为：上限10 下限-10
19
使用积分带限幅的PI调节器Simulink仿真模型的工作过程分三种情况：当积分器未饱和和且比例加积分的和小于限幅值时，调节器表现为线性的PI调节器；当积分输出未饱和而比例加积分的和大于限幅值时，调节器的输出等于限幅值，积分器继续积分；当积分的输出达到本身的限幅值时，其输出便停止增长，调节器的输出等于其限幅值。此时，如果输入信号改变极性，比例积分调节器是从积分本身的限幅值开始退去饱和的。
综上，使用积分带限幅的PI调节器能够获得最好的转速，电流波形。
九、总结
一开始接触这个课程设计时，觉得并不会很困难，无论是参数计算还是动态仿真都能在教材中找到相关的资料，再加上以前师兄、师姐的报告，觉得完成课设并不会需要太多时间。但在真正的设计过程中发现，参数的计算并不会太过复杂，只需要花一定时间，以认真细致的态度对待就可以。而动态仿真过程中却出现了一系列问题。由于教材中是介绍使用原理图进行仿真，于是我也利用Matlab的Simulink功能将相关模块一样的画下来，参数也一样地设置，却无法进行仿真，这个问题一直无法解决，直到后面发现可以利用动态函数进行仿真。于是我放弃原本想法，改用动态函数进行仿真。相对于原理图仿真，动态函数比较简单些，只需要在Matlab中画下相关传递函数模块，并进行连线即可。仿真也能够实现，只是发现转速超调量达到60%。面对这个问题，初步觉得是ASR限幅值设置不对，于是进行实验却没有得到很好结果。之后再对参数重新计算，甚至将教材例题中的数据代入进行仿真，但问题依然无法解决。直到在华工图书馆电子网页上找到一篇关于双闭环调整系统饱和限幅值设置的论文后问题才得以解决。即使用本设计最后提到的使用积分带限幅的PI调节器。
在调速系统中，双闭环直流调速系统具有较广泛的应用。作为自动控制专业的专业课，学好电机学及电机调速系统等相关知识，并熟练掌握其控制规律及设计方法，将使我们受益匪浅。而本次课设在这方面起到极大作用。
通过本次课设，学会使用Matlab进行动态函数的分析使用，使用WORD中的Mathtype进行公式编辑，学会对双闭环调整系统限幅值采用三种不同方法得到不同结果，最重要的是学会遇到问题时寻找方法解决，从而得到最好的结果。
而本次课设的最终结果虽然大部分都符合题目要求，但会发现，当电流需要为200A左右时，调节时间会变得很长，而此问题可通过改变ASR限幅值，其值越大，最终电流将会变得越大，且调节时间会变短。对于这个问题，暂未发现很好解决方案能达到最佳效果。希望今后能解决此问题。
参考文献
1、《电力拖动与运动控制系统》（第二版），罗飞等编著，化学工业出版社 2、《电力电子技术基础》，苏开才等编著，华南理工大学出版社 3、《电机学与拖动基础》（第二版），麦崇裔编著，华南理工大学出版社 4、《双闭环直流调整系统的饱和限幅问题》 赵志诚等，电气电子教学学报
20
21
