matlab的直流电机双闭环调速系统仿真(附件)【字数：11248】
摘 要双闭环直流电机调速系统是现代社会最常用的调速系统之一，作为最常用的调速设备，双闭环调速系统拥有良好的平稳性，宽广的调速范围等特性，已经在国内外尤其是电力拖动领域被广泛使用。在充分了解国内外对双闭环调速系统设计的基础上，本文通过对电流环，调速环的控制入手，建立数学模型和控制系统框图利用MATLAB对电流环和调速环进行仿真，分析波形得出结论。在对速度环建模仿真时，利用PI控制，PDFF控制分别对速度环进行控制仿真，分析写出两种控制器的设计方案，并且对比两种控制结构，再得出结论。最后使得双闭环调速系统趋于完善和简洁。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题简述 1
1.2直流电机双闭环调速研究的背景和意义 1
1.3 双闭环调速系统发展概况 1
1.4 控制算法 3
1.5仿真软件 3
1.6论文内容 4
第二章 直流调速系统方案设计 5
2.1闭环调速系统方案选择 5
2.1.1方案一：直流电机单闭环调速系统 5
2.1.2方案二：直流电机双闭环调速系统 5
2.1.3方案三：双闭环脉宽调速系统 6
2.2双闭环调速系统的要求 7
2.3双闭环调速系统 7
2.4双闭环调速的工作原理 8
2.5本章小结 8
第三章 调速系统电流环设计 9
3.1直流电机的简介 9
3.1.1直流电机工作原理 9
3.1.2建立直流电机数学模型 9
3.2电流调节器的设计方案 10
3.2.1电流调节器介绍 10
3.2.2电流调节器作用 10
3.3电流调节器的设计 11
3.3.1电流调节器PI控制 11
3.3.2 PI控制原理介绍 11
3.3.3 PI控制作用 11
3.3.4电流调节器设计 12
3.4电流环MATLAB仿真 13
3.4.1 MATLAB及SIMULINK简介 13
3.4.2 MATLAB具有的特点 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.4.3调速系统仿真模型的建立 13
3.4.4电流环的仿真 14
3.5本章小结 14
第四章 调速系统调速环设计 15
4.1调速环的结构图 15
4.2调速环仿真 16
4.2.1速度环PI控制仿真 16
4.2.2 基于PDFF调节的速度调节器仿真 17
4.3 PDFF控制下的仿真与PI控制下的仿真的比较 19
4.4 本章小结 20
结束语 21
总结 21
展望 21
致谢 22
参考文献 23 第一章 绪论
1.1课题简述
在目前的机械生产过程中，直流电机具有良好的起动和制动特性，适用于大范围内的平滑速度控制，宽范围的直流调速，小的静态比率，速度或正负功率。 其中，双闭环调速系统最为成熟，应用最广泛。
顾名思义，双闭环系统包括一个电流检测回路，一个电流控制器，一个快速拨号和一个速度控制器，它是一个电流回路和速度。前者的主要功能是稳定电压，后者的功能是停止转速并最终消除转速偏差。
由此而言，为了研究控制系统结构图的速度变化，于是建立直流闭环调速系统的模型以得出结论。 使用MATLAB对数学模型来建立模型，解析双闭环直流电机控制系统的特定性能。
1.2直流电机双闭环调速研究的背景和意义
直流调速是现代电动执行机构自动控制系统中开发的一项先进技术。在现代工业部门中，对轧钢，冶金，印刷，金属切削机床，矿山采掘等起到了不可或缺的作用。从效率上来说，极高的提升了电机控制的能力，一旦运行能力得到了提高，这有利于经济的提升。
了解速度和电流双闭环直流控制系统，我们可以更好地理解基本理论和相关的速度管理系统内容。我们可以找到更多关于他的运行过程并找出他的缺点。 改善系统的弱点可以提高系统性能，适应各种工作环境并提高效率。双闭环直流控制系统应用相当广泛。使用MATLAB对数学模型来建立模型，研究双闭环直流电机控制系统。它速度范围宽，良好的稳定性，精度高的特点。它在各个领域扮演着非常重要的角色。
1.3 双闭环调速系统发展概况
国外双闭环调速系统发展概况:
上世纪60年代以来，电驱动控制技术的研究和应用推动了晶闸管的问世，电力电子和现代控制理论以及计算机组合的引入。正式由于这些因素，国外开始普遍使用双闭环调速系统，并且双闭环调速系统也因此得到了飞速发展。
由于国外70年代，微型计算机技术的发展，manevriniam提升也逐渐应用计算机控制技术。这数十年来，国际开始使用先进的IGBT功率器和pwm微电子控制技术。
Schonung A.和H.施特默尔首先提出的技术适应PWM电机驱动，这开辟了发动机的推广和应用新的位置。Pwm的微型化、低能耗、生产价格低、高速、性能强、高可靠性以及大规模微处理器市场的推广，发动机的管理进入了一个新时代，其中微处理器已成为现代电力驱动系统的一种重要控制形式，PWM通常由数模转换器（DAC）的电源输出来管理，数模转换器主要用于控制电机转速DC。
许多数字调速装置已经被很多国外电力公司发明，比方说三菱公司，东芝公司，ABB公司，西门子公司，AEG公司，CE公司以及西屋公司。这些公司将调速装置进行模块化，并使用同一种标准，使之成为一种应用型产品，并风靡全球。?
国内双闭环调速系统发展概况:
国内中国的直流电机调速技术使用和发展相较于国际来说起步较晚，但经过数十年的努力，发动机驱动系统发展迅速。因此，伴随功率电子器件的发展，功率晶体管也逐渐登上历史舞台，并且成为第二代功率电子器件的代表之一。由于晶体管导通时，还同时控制全控由控制装置被关闭时，其优良的品质，大功率晶体管，包括一个基于晶体管的脉冲宽度调制（PWM）DC驱动系统中，使用DC传输更经常呈现的趋势。在我国，它在几十年的发展过程中也具有双重周期控制，现在已经相当成熟，但现在这种趋势仍在赶上发展中国家的发展速度。现在，先进电子调速管理系统的应用已经发展到几乎完全数字化，双回路控制系统已广泛应用于各类设备，轻工业和重型机械制造工艺。随着全球整个科技大环境的变迁，双闭环控制系统的整体发展方向也是智能化，信息化，集成化的。
其中，数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是面向电子信息发展的学科，DSP中包含了众多学科，可以说是一本大合集，并且在许多领域得到广泛应用的新学科。数字信号处理已应用于通信和其他领域，并提供各种DSP技术插图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题简述 1
1.2直流电机双闭环调速研究的背景和意义 1
1.3 双闭环调速系统发展概况 1
1.4 控制算法 3
1.5仿真软件 3
1.6论文内容 4
第二章 直流调速系统方案设计 5
2.1闭环调速系统方案选择 5
2.1.1方案一：直流电机单闭环调速系统 5
2.1.2方案二：直流电机双闭环调速系统 5
2.1.3方案三：双闭环脉宽调速系统 6
2.2双闭环调速系统的要求 7
2.3双闭环调速系统 7
2.4双闭环调速的工作原理 8
2.5本章小结 8
第三章 调速系统电流环设计 9
3.1直流电机的简介 9
3.1.1直流电机工作原理 9
3.1.2建立直流电机数学模型 9
3.2电流调节器的设计方案 10
3.2.1电流调节器介绍 10
3.2.2电流调节器作用 10
3.3电流调节器的设计 11
3.3.1电流调节器PI控制 11
3.3.2 PI控制原理介绍 11
3.3.3 PI控制作用 11
3.3.4电流调节器设计 12
3.4电流环MATLAB仿真 13
3.4.1 MATLAB及SIMULINK简介 13
3.4.2 MATLAB具有的特点 13 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.4.3调速系统仿真模型的建立 13
3.4.4电流环的仿真 14
3.5本章小结 14
第四章 调速系统调速环设计 15
4.1调速环的结构图 15
4.2调速环仿真 16
4.2.1速度环PI控制仿真 16
4.2.2 基于PDFF调节的速度调节器仿真 17
4.3 PDFF控制下的仿真与PI控制下的仿真的比较 19
4.4 本章小结 20
结束语 21
总结 21
展望 21
致谢 22
参考文献 23 第一章 绪论
1.1课题简述
在目前的机械生产过程中，直流电机具有良好的起动和制动特性，适用于大范围内的平滑速度控制，宽范围的直流调速，小的静态比率，速度或正负功率。 其中，双闭环调速系统最为成熟，应用最广泛。
顾名思义，双闭环系统包括一个电流检测回路，一个电流控制器，一个快速拨号和一个速度控制器，它是一个电流回路和速度。前者的主要功能是稳定电压，后者的功能是停止转速并最终消除转速偏差。
由此而言，为了研究控制系统结构图的速度变化，于是建立直流闭环调速系统的模型以得出结论。 使用MATLAB对数学模型来建立模型，解析双闭环直流电机控制系统的特定性能。
1.2直流电机双闭环调速研究的背景和意义
直流调速是现代电动执行机构自动控制系统中开发的一项先进技术。在现代工业部门中，对轧钢，冶金，印刷，金属切削机床，矿山采掘等起到了不可或缺的作用。从效率上来说，极高的提升了电机控制的能力，一旦运行能力得到了提高，这有利于经济的提升。
了解速度和电流双闭环直流控制系统，我们可以更好地理解基本理论和相关的速度管理系统内容。我们可以找到更多关于他的运行过程并找出他的缺点。 改善系统的弱点可以提高系统性能，适应各种工作环境并提高效率。双闭环直流控制系统应用相当广泛。使用MATLAB对数学模型来建立模型，研究双闭环直流电机控制系统。它速度范围宽，良好的稳定性，精度高的特点。它在各个领域扮演着非常重要的角色。
1.3 双闭环调速系统发展概况
国外双闭环调速系统发展概况:
上世纪60年代以来，电驱动控制技术的研究和应用推动了晶闸管的问世，电力电子和现代控制理论以及计算机组合的引入。正式由于这些因素，国外开始普遍使用双闭环调速系统，并且双闭环调速系统也因此得到了飞速发展。
由于国外70年代，微型计算机技术的发展，manevriniam提升也逐渐应用计算机控制技术。这数十年来，国际开始使用先进的IGBT功率器和pwm微电子控制技术。
Schonung A.和H.施特默尔首先提出的技术适应PWM电机驱动，这开辟了发动机的推广和应用新的位置。Pwm的微型化、低能耗、生产价格低、高速、性能强、高可靠性以及大规模微处理器市场的推广，发动机的管理进入了一个新时代，其中微处理器已成为现代电力驱动系统的一种重要控制形式，PWM通常由数模转换器（DAC）的电源输出来管理，数模转换器主要用于控制电机转速DC。
许多数字调速装置已经被很多国外电力公司发明，比方说三菱公司，东芝公司，ABB公司，西门子公司，AEG公司，CE公司以及西屋公司。这些公司将调速装置进行模块化，并使用同一种标准，使之成为一种应用型产品，并风靡全球。?
国内双闭环调速系统发展概况:
国内中国的直流电机调速技术使用和发展相较于国际来说起步较晚，但经过数十年的努力，发动机驱动系统发展迅速。因此，伴随功率电子器件的发展，功率晶体管也逐渐登上历史舞台，并且成为第二代功率电子器件的代表之一。由于晶体管导通时，还同时控制全控由控制装置被关闭时，其优良的品质，大功率晶体管，包括一个基于晶体管的脉冲宽度调制（PWM）DC驱动系统中，使用DC传输更经常呈现的趋势。在我国，它在几十年的发展过程中也具有双重周期控制，现在已经相当成熟，但现在这种趋势仍在赶上发展中国家的发展速度。现在，先进电子调速管理系统的应用已经发展到几乎完全数字化，双回路控制系统已广泛应用于各类设备，轻工业和重型机械制造工艺。随着全球整个科技大环境的变迁，双闭环控制系统的整体发展方向也是智能化，信息化，集成化的。
其中，数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）是面向电子信息发展的学科，DSP中包含了众多学科，可以说是一本大合集，并且在许多领域得到广泛应用的新学科。数字信号处理已应用于通信和其他领域，并提供各种DSP技术插图。
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