simulink的直流调速系统仿真及参数优化(附件)【字数：9685】
摘 要在这个快速发展的时代，因为产品生产工艺水平不断提高，科技不断进步，自动调速对于生产机器的实施已经不成问题。计算机时代的到来，控制系统也紧随步伐，在许多领域中我们已经实现了智能化的控制，这些控制系统的发展为工业生产，社会发展提供了很大的帮助。特别是直流调速系统，由于它有很好的调速性能，而且容易控制，在工业生产过程当中可以满足很多不同的比较特殊的运行要求，是这些年来控制系统中重点研究的方向。本文把直流调速系统作为第一研究对象，具体介绍了开环、单闭环、双闭环直流调速系统以及脉宽调制系统，对这些系统设计和建立Simulink 仿真模型，得到一系列的仿真结果后，将这些转速以及电流波形和理想转速还有理想电流波形比较，通过这种方式，分析各个系统的优点和缺点，并作出对比。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 论文内容 1
1.3 本章小结 2
第二章 直流调速系统的理论基础 3
2.1 Simulink仿真软件 3
2.2 直流调速的理论基础 3
2.3 开环系统的电气原理 6
2.4 单闭环电压负反馈系统的电气原理 7
2.5 双闭环调速系统的电气原理 8
2.6 双闭环PWM直流调速系统工作原理 9
2.7 本章小结 10
第三章 调速系统的建模与仿真 11
3.1 开环调速系统的建模和仿真 11
3.1.1 开环建模 11
3.1.2 开环系统的仿真 15
3.2 单闭环电压负反馈调速系统的建模与仿真 17
3.2.1 单闭环系统的建模 17
3.2.2 单闭环系统的仿真 18
3.3 双闭环调速系统的建模与仿真 21
3.3.1 对转速电流双闭环调速系统建模 21
3.3.2 双闭环系统的仿真 23
3.4 双闭环直流脉宽调速系统的建模 24
3.4.1 PWM 发生器的建模 24
3.4.2 电动机本体模块参数的设置 25
3.4.3 脉宽调制调速系统的仿真 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.5 本章小结 29
第四章 结论与展望 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 课题背景
电力传动装置在如今现代化工业中使用很广泛，在工业生产中，电力传动装置对控制电动机是不可缺少的。伴随着社会生产工艺的不断提高，社会对产品产量的需求不断增长，新老机器更新速度很快，越来越多的生产机械被要求能实现自动调速。对传统的工业来说，先进的自动化软件及硬件越来越成为必不可少的因素，它们可以构成工业过程自动化调速系统，极大提高生产过程的效率，以及安全可靠的性能。还能优化产品产量和质量、提升了劳动生产率。不仅这样，我国的综合实力也不断加强，证实了科技兴国不是空词。交流调速和直流调速是两种可调速的传动系统。
直流调速系统具有平滑而稳定的调速，它的调速范围很广而且过载能力很强，而且容易控制，起、制动性能也很优秀。自动化系统中给予不同运行要求它都可以适应，所以广泛应用于电气传动中。
而交流调速系统是以交流电动机作为转换装置，它将电能转化成机械能，控制产生需要的转速。和直流电动机相比，交流电动机的结构简单，有比较低廉的成本，而且它的使用比较可靠，维护起来更方便。由于电力电机技术快速发展，极大提高了电机控制技术水平。每一代的电力电子元件没有停顿，多年来其工艺不断改进，飞速地提高了性能。电机控制技术的发展得力于电力电子以及传感器技术的革新，也少不了微机应用技术和自动控制技术的发展成就。
数字化直流调速系统为工程应用提供了条件，实现了整个调速系统的全数字化并且操作很方便。转速精度在电机稳态运行状态下，可达到比较高的水平。直流电机拥有良好的调速特性，调速平稳。
1.2 论文内容
把直流调速系统作为这篇文章的主要的对象，进行研究分析，然后建立四种系统的模型，这四种分别是开环系统，转速电流双闭环和电压单闭环直流调速系统以及脉宽调制调速系统。接着就是进行仿真，在仿真软件里对各个参数进行设置，然后运行仿真，得出关于电枢电流和电机转速的仿真图，分析结果然后进行比较。
第一部分内容主要是直流调速系统的课题背景和概述。
第二部分介绍Simulink仿真软件和开环、单双闭环直流调速系统以及脉宽调制调速系统的详细电气原理，阐明原理通过原理图。
第三部分首先是在第二章的电气原理结构图的基础上，设计各个系统的仿真模型，介绍建模的程序和参数的设置。在最后运行仿真，得出仿真图并分析结果。
最后第四部分为总结。提出下一步的研究方向，展望未来发展。
1.3 本章小结
这一章我们主要讲直流调速系统的概念和研究近况以及它的背景。直流调速系统是一门和国计民生紧紧相连的科学应用。这几年来，由于在实践和理论上都
比较成熟，所以我们研究直流调速系统显得十分重要。 第二章 直流调速系统的理论基础
2.1 Simulink仿真软件
Simulink能够提供一个集成环境，这个环境对于动态系统建模仿真和分析有很大用途。它是一个优秀的仿真软件，适用于好多系统，仿真效率高，使用方便。这些年来Simulink已能够被普遍使用在控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计中。而且Simulink中还应用了许多第三方软硬件。
Simulink是MATLAB中的可视化仿真工具，我们在建模和仿真中会用到线性和非线性系统，数字控制和处理。对于某些时变系统，若我们要进行一系列设计和仿真，Simulink可以提供交互式图形化环境和可定制模块库。动态系统模型的建立可由Simulink提供的图形用户接口(GUI)来创建，系统的仿真结果能够及时被用户采集到。用户想要进行算法研究，还有仿真分析，可以使用MATLAB的工具。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 论文内容 1
1.3 本章小结 2
第二章 直流调速系统的理论基础 3
2.1 Simulink仿真软件 3
2.2 直流调速的理论基础 3
2.3 开环系统的电气原理 6
2.4 单闭环电压负反馈系统的电气原理 7
2.5 双闭环调速系统的电气原理 8
2.6 双闭环PWM直流调速系统工作原理 9
2.7 本章小结 10
第三章 调速系统的建模与仿真 11
3.1 开环调速系统的建模和仿真 11
3.1.1 开环建模 11
3.1.2 开环系统的仿真 15
3.2 单闭环电压负反馈调速系统的建模与仿真 17
3.2.1 单闭环系统的建模 17
3.2.2 单闭环系统的仿真 18
3.3 双闭环调速系统的建模与仿真 21
3.3.1 对转速电流双闭环调速系统建模 21
3.3.2 双闭环系统的仿真 23
3.4 双闭环直流脉宽调速系统的建模 24
3.4.1 PWM 发生器的建模 24
3.4.2 电动机本体模块参数的设置 25
3.4.3 脉宽调制调速系统的仿真 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
3.5 本章小结 29
第四章 结论与展望 30
致 谢 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1 课题背景
电力传动装置在如今现代化工业中使用很广泛，在工业生产中，电力传动装置对控制电动机是不可缺少的。伴随着社会生产工艺的不断提高，社会对产品产量的需求不断增长，新老机器更新速度很快，越来越多的生产机械被要求能实现自动调速。对传统的工业来说，先进的自动化软件及硬件越来越成为必不可少的因素，它们可以构成工业过程自动化调速系统，极大提高生产过程的效率，以及安全可靠的性能。还能优化产品产量和质量、提升了劳动生产率。不仅这样，我国的综合实力也不断加强，证实了科技兴国不是空词。交流调速和直流调速是两种可调速的传动系统。
直流调速系统具有平滑而稳定的调速，它的调速范围很广而且过载能力很强，而且容易控制，起、制动性能也很优秀。自动化系统中给予不同运行要求它都可以适应，所以广泛应用于电气传动中。
而交流调速系统是以交流电动机作为转换装置，它将电能转化成机械能，控制产生需要的转速。和直流电动机相比，交流电动机的结构简单，有比较低廉的成本，而且它的使用比较可靠，维护起来更方便。由于电力电机技术快速发展，极大提高了电机控制技术水平。每一代的电力电子元件没有停顿，多年来其工艺不断改进，飞速地提高了性能。电机控制技术的发展得力于电力电子以及传感器技术的革新，也少不了微机应用技术和自动控制技术的发展成就。
数字化直流调速系统为工程应用提供了条件，实现了整个调速系统的全数字化并且操作很方便。转速精度在电机稳态运行状态下，可达到比较高的水平。直流电机拥有良好的调速特性，调速平稳。
1.2 论文内容
把直流调速系统作为这篇文章的主要的对象，进行研究分析，然后建立四种系统的模型，这四种分别是开环系统，转速电流双闭环和电压单闭环直流调速系统以及脉宽调制调速系统。接着就是进行仿真，在仿真软件里对各个参数进行设置，然后运行仿真，得出关于电枢电流和电机转速的仿真图，分析结果然后进行比较。
第一部分内容主要是直流调速系统的课题背景和概述。
第二部分介绍Simulink仿真软件和开环、单双闭环直流调速系统以及脉宽调制调速系统的详细电气原理，阐明原理通过原理图。
第三部分首先是在第二章的电气原理结构图的基础上，设计各个系统的仿真模型，介绍建模的程序和参数的设置。在最后运行仿真，得出仿真图并分析结果。
最后第四部分为总结。提出下一步的研究方向，展望未来发展。
1.3 本章小结
这一章我们主要讲直流调速系统的概念和研究近况以及它的背景。直流调速系统是一门和国计民生紧紧相连的科学应用。这几年来，由于在实践和理论上都
比较成熟，所以我们研究直流调速系统显得十分重要。 第二章 直流调速系统的理论基础
2.1 Simulink仿真软件
Simulink能够提供一个集成环境，这个环境对于动态系统建模仿真和分析有很大用途。它是一个优秀的仿真软件，适用于好多系统，仿真效率高，使用方便。这些年来Simulink已能够被普遍使用在控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计中。而且Simulink中还应用了许多第三方软硬件。
Simulink是MATLAB中的可视化仿真工具，我们在建模和仿真中会用到线性和非线性系统，数字控制和处理。对于某些时变系统，若我们要进行一系列设计和仿真，Simulink可以提供交互式图形化环境和可定制模块库。动态系统模型的建立可由Simulink提供的图形用户接口(GUI)来创建，系统的仿真结果能够及时被用户采集到。用户想要进行算法研究，还有仿真分析，可以使用MATLAB的工具。
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