在dksz-1电机控制实验装置基础上增加以单片机为控制核心的数字控制器，实现了直流数字双闭环调速系统控制。
2. 系统的组成
调速系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流。结构原理图如图1所示，图中符号的意义分别为：asr-转速调节器；acr-电流调节器；tg-测速发电机；ta-电流互感器；upe-电力电子变换器u*n；-转速给定电压；un-转速反馈电压；u*i-电流给定电压；ui-电流反馈电压。
3. 电流环与转速环的设计
经过测量计算，确定系统的基本参数如下：直流电动机：un=220v，1.16a，1500r／min，ce=0.15，λ=1.3
晶闸管装置放大倍数：ks=63.3
电枢回路总电阻：r=41.14ω
时间常数：tm=0.04s．tl=0.028s
电流反馈系数：β=3.3／λinom=3.3／1.5=2.188
转速反馈系数：α=2.5／1500=0.0017
稳态指标：静差率小于5％，d>10
3.1 电流环的设计
3.1.1 确定时间常数
①整流装置滞后时间常数：三相桥式电路的平均失控时间ts=0.0017s。
②电流滤波时间常数：
由于主回路的电流是脉动直流，为了能取得电流的平均值，可采用多次采样取平均值等数字滤波方法，但考虑到系统的cpu时序安排紧张，决定采用加硬件滤波环节的办法，但其时间常数应该取得小一些，取
③电流环小时间常数
按小时间常数近似处理，取 3.1.2 选择调节器结构
电流环按i型系统设计，电流调节器选用pi调节器，其传递函数为：
3.1.3 计算各调节器参数：
acr超前时间常数： 。电流开环增益：按δi％≤5％，应取 ，因此：
则acr的比例系数为：
3.1.4 校验近似条件
电流环截止频率wci=ki=178.57／s
晶闸管整流装置传递函数近似条件wci≤1／3ts
现在，，满足近似条件。
忽略反电动势对电流环影响的条件 现在，，满足近似条件。
小时间常数近似处理条件： 现在， ，满足近似条件。
3.2 转速环的设计
3.2.1 确定时间常数
①电流环等效时间常数为
②转速滤波时间常数ton
外加转速滤波环节，取
③转速环小时间常数
按小时间常数处理，取：
3.2.2 选择调节器结构
按典型ii型系统设计转速环，asr选用pi调节器，其传递函数为
3.2.3 计算转速调节器参数
按跟随和抗扰性能都较好的原则，取=5，则asr的超前时间常数为： 转速环开环增益：
于是，asr的比例系数为：
3.2.4 验近似条件
转速环截止频率为 电流环传递函数简化条件：
现在 满足简化条件。
小时间常数近似处理条件：
现在： ，满足近似条件。
4. 采样周期选择及pi控制算法
4.1 采样周期选择
根据采样定理，必须使采样频率ws≥2wmax，以便采样后的离散信号不会失真，ws=2π(1／ts)，为采样角频率； wmax=2πfma为信号最高角频率。按采样定理可以确定采样周期的上限值：ts≤π／wmax；
实际应用中，常按一定的原则，结合使用经验来选择采样周期ts:tmin≤ts≤tmax。
在一般情况下，可以令采样周期， 或用采样角频率ws≥(4～10)wc，wc为控制系统的截止频率。由双闭环的设计参数知：
4.2 pi控制算法
当输入误差函数e (t)，输出函数是u (t)时，pi调节器的传函： ；则，u (t)和e (t)关系的时域表达式可写成：
其中，kp=kpi，为比例系数； 为积分系数。将上式离散化成差分方程，其第k拍输出为：
5. matlab仿真建模与波形分析
电流调节器和转速调节器仿真模型分别采用i型和ⅱ型系统，所用数据为按工程方法计算的参数，并根据经验略作调整，matlab仿真波形如图4所示。
从图4中可以看出，由于负载增大，使电枢电流出现一个小的数值增大的波动后，达到新的负载电流状态的稳定值，这个稳定值与负载增加前相比，数值变大。
由图5和图6得：突然给定电压u*n时，un很小，所以△un很大，asr很快饱和，输出为最大值，电枢电流线形增加，当r>n*时，un>u*n那么△un变极性，asr退饱和，转速负反馈投入运行，直到n=n*。
综上所述，起动电流根据电机起动波形，可以看到速度与电流之间的关系与理论情况基本相同。
6. 实验波形及分析
(1) 电机突加最大给定时，转速波形如图7。由于测速发电机性能的影响，使得超调现象不明显。
由图7可知，转速起动波形与simulink仿真所得波形一致，达到了预期的效果。
(2) 电枢电流波形
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