毕业设计（论文）-直流调速系统的仿真研究.doc

1 概述1.1 目前发展状况对于那些在实际调试过程中存在很大风险或实验费用昂贵的系统，一般不允许对设计好的系统直接进行实验。然而没有经过实验研究是不能将设计好的系统直接放到生产实际中去的。因此就必须对其进行模拟实验研究。当然有些情况下可以构造一套物理装置进行实验，但这种方法十分费时而且费用又高，而且在有的情况下物理模拟几乎是不可能的。近年来随着计算机的迅速发展，采用计算机对控制系统进行数学仿真的方法已被人们采纳。【1】【2】 长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法，以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。matlab提供动态系统仿真工具simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。它有效的解决了以上仿真技术中的问题。在simulink中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。另外，使用matlba中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。【3】【4】simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型，如现实世界中的摩擦、空气阻力、齿轮啮合等自然现象；它可以仿真到宏观的星体，至微观的分子原子，它可以建模和仿真的对象的类型广泛，可以是机械的、电子的等现实存在的实体，也可以是理想的系统，可仿真动态系统的复杂性可大可小，可以是连续的、离散的或混合型的。simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。直流电机具有良好的起制动性能，易于在较广范围内平滑调速，在许多高性能可控电力拖动系统中得到广泛应用，如轧钢机、龙门刨床、高层电梯、高精度机床等。直流调速系统在理论上与实践上都比较成熟，从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流调速的基础，但是双闭环调速，双闭环可逆直流调速系统结构复杂，在研究和设计的过程中，许多参数的选择需要反复调试，运用计算机仿真技术对系统进行仿真，将会为研究和设计工作提供有力的支持，在计算机仿真系统时，可以方便地对参数进行设置，得到合理的参数组合，为系统的实现提供条件。【5】【6】1.2 本设计内容及要求本次论文基于matlab/simulink对直流调速系统尤其是单闭环有差、转速电流、双闭环直流调速系统进行了建模与仿真。因此有两个设计需要完成。该文对单闭环，转速、电流双闭环直流调速系统进行了计算机仿真研究。直流调速系统是一个复杂的动控制系统，在设计和调试过程中有大量的参数需要计算和调整。运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难。随着计算机技术的发展，在软件和硬件方面提供了舯好的设计平台。此次论文运用matlab软件建立了调速系统的仿真模型。【7】利用simulink中仿真功能对系统进行了仿真，仿真的结果证明了该方法的可行性、合理性。利用仿真技术可以很大程度地减少双闭环直流调速系统设计和调试强度。【8】【9】2.系统方案选择2.1 系统方案选择晶闸管直流电动机调速系统是常用的调压调速系统（v-m），目前发展已较成熟，系统的快速性、可靠性和经济性也不断提高，应用非常广泛。因此，此次论文采用此系统。【10】v-m系统组成：（1）对象：直流电动机m及工作机械； （2）传感器：测速发电机tg，输入n，输出；（3）控制器：r、rc运算放大器；（4）执行器：晶闸管可控整流器（v）。2.1.1晶闸管变流器这是本系统最重要环节。整流器的输入输出特性主要取决于触发器的输入输出特性。而整流器的输出电压，除了与其主电路（单相、三相，半波全波）有关外，主要取决于其输入（移相角）。2.1.2 vm调速系统的特点1 晶闸管的单向导电性由于晶闸管的单向可控导电性，给系统可逆运行带来不便。（1） 半控型整流电路及有续流管的整流电路，只允许系统单象限运行。（2） 全控整流电路可以实现有源逆变，允许带位能负载的电动机工作在制动状态，获得二象限运行。（3） 两组全控整流电路，可实现四象限运行。2 触发脉冲相位控制这是晶闸管整流器最常用的方式，改变控制电压，使触发脉冲移相，改变导通角，调节整流器输出电压。3 平波电抗器实际上是交流电源的一部分，是脉动的，这对机械及电网是不利的。因此，除增加整流电路的相数，必须加平波电抗器以抑制输出电压的脉动。【11】4 电流的连续和断续由于电压的脉动，所以，电流可能出现两种情况：（1）连续：当平波电抗足够大，且电动机负载足够大时。（2）断续：当平波电抗较小，且负载较小时。 电流断续，系统为非线性，运行中会出问题，应加以防范、避免。5 v-m系统的机械特性所谓机械特性就是在电阻电压一定的条件下，转速n与转矩（或电流）的关系n=f(i)。由于电流的连续和断续，故机械特性也昉两种情况：（1） 连续特性：电流连续时，改变移相角，可得一系列平行的斜直线。此时，晶闸管整流器就是一个线性的可控电压源。注意，特性连续的条件是平波电抗器足够大负载足够大。否则，就是断滭的。（2）断续特性：当负载较轻，电流较小时，电流可能出现断续，则机械特性亦断续.当电流断续时，v-m系统的机械特性具有两个特点：1）系统理想空载转速升高。2） 特性变软出现上翘的非线性现象，很小的电流变化可能引起很大的速度变化。【12】【13】2.1.3 控制器控制器就是这里的调节器，常用的有四种：（1）比例调节器（p），构成有静差系统。（2）比例积分调节器（pi），构成无静差系统。（3）比例微分调节器（pd），增加系统阻尼改善平稳性。（4）比例积分微分调节器（pid），全面提高系统品质。2.1.4 传感器调速系统中常用的检测元件有以下几种：1 直流电压检测元件 电量的检测最容易，关键是要解决问题。主电路是高电压，测量与控制电路是低电压，高低电压电路必须隔离。2 交流电压检测元件 交流隔离很简单，采用变压器。而直流必须采用调制器变成交流（方波），其幅值与被测电压相等，再用变压器隔离后，经解调器变成直流电压。调制解调器采用电子开关电路实现。2.1.5 转速检测单元这是调速系统主要的传感器，精度及动态响应要求最高，是反馈系统质量的关键部件，目的是将转速变成与之成比例的电压信号。1 直流测速发电机tg实际上就是一个小型直流发电机。有永磁式和他励式两种，在恒定励磁下，输出电压与转速成正比。2 交流测速发电机交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机两种。 （1）优点是能将转速变成比例的交流信号，结构简单，价格便宜，无电刷及电刷压降，维护方便。（2）缺点是存在相角误差及剩余电压，用于直流系统时还需整流，影响反馈信号准确度。2.2 直流调速系统方案2.2.1 直流电动机调速方法由直流电动机转速方程：n= （式2.1 ） 式中：n：转速（r/min）; u：电动机电枢电压（v）;i：电动机电枢回路电流（a）; ：电枢回路电阻（）;c：电动机结构参数决定的电动势常系数；：励磁磁通（wb）； c：电动势转速比 ,；有转速方程可知，只有三项可变。所以，调速方法有四种。1 降压调速。 使电枢供电压u下降，则电动机转速n下降，由于电动机绕组绝缘有限，电动机电枢不能高于额定电压u，所以是降压调速。使用于额定转速以下一定范围内的无级调速的场合。降压调速属于恒功率调速。2 弱磁调速使励磁磁通超过额定值易饱和。所以，只能弱磁调速。使用于额定转速以上的小范围内无级调速场合。弱磁调速属于恒功率调速。【14】3 变阻调速。使增大（串电阻r），则n下降。由于串电阻r要消耗功率（ir），机械特性变差。所以，只适合用于小功率有级调速的场合。4 调压调磁调速既变压又变磁，互相配合，可以获较宽的无级调速范围。在n以下，降压调速；在n以上，弱磁调速。2.2.2 直流电动机的供电方法由于三相交流电动机ma、驱动直流发电机g及励磁发电机ge，直流发电机的励磁是可变的（可正可负），经功率放大器ag。所以输出电压是可控的。此系统设备多、体积大、费用高、效率低。但运行可靠、维修方便，在目前的生产设备中尚在应用。这是因为gm系统机械特性是线性的，较硬，且可靠耐用。3 单闭环调速系统31 单闭环调速图3.1 单闭环调速系统原理图3.1.1 系统组成图4-5 直流电机等效图如图3-1，可见单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的如图3.1，可见单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。在电动机轴上装一台测速发电机tg,转出与转速成正比的电压与给定电压比较后，得到偏差电压，经放大器fd，产生触发装置cf的控制电压用以控制电动机的转速。【15】【16】3.2 直流调速系统静特性分析3.2.1各环节传递系数控制器的放大系数为： （式3.1）触发器与晶闸管整流器器比例系数： （式3.2） 电动机输入输出关系： （式3.3） 转速反馈环节传递系数： （式3.4）式中：-反馈电压； -分压比；-测速发电机传递系数。图3.2：系统的静态框图由图3.2可见，调节过程，系统有两个调节过程，即：一个是电动机自身的特性决定的自衡过程；另一个是反馈控制过程，循环往复，直到很小，为止，n达到新的平衡。其过程如图3.2图3.3 系统调节过程3.2.2开环特性与闭环特性比较由静态框图可得开环系统机械特性（静态转速方程）为： (式3.5)闭环静特性： （式3.6）式中：k-开环增益，k=； -开环、闭环理想空载转速，；-开环、闭环静态转速降。（1）闭环特性要比开环特性硬的多。由式3.5，3.6得： （式3.7）式中： -闭环开环转速降。可见，闭环系统转速降是开环系统转速降的1/（1+k）（2）闭环系统比开环系统静差率小的多。闭环系统和开环系统静差率分别为： （式3.8） （式3.9）式中：-闭环开环转差率。但（一定如此）时，可见闭环系统静差率是开环系统的1/1+k。（3）闭环系统调速范围比开环系统调速范围大的多。开环和闭环调速范围分别为： （式3.10） （式3.11）式中：-开环闭环调速范围。由于，所以当静差率一定时（4）保证闭环和开环转速一致1：闭环给定电源电压提高（1+k）倍，由于闭环与开环给定电源不变，所以不变。改变给定电源不行。2：闭需加前置放大器，闭环系统实际输入为偏差，是很小的，要获得与开环系统同样的输出n，必须将加以放大。所以，控制器一定要有放大功能（kp）。（5）闭环静特性与开环静特性的关系图3.4 开、闭环静特性关系图 如图3.4, 设系统原工作点为点（），当负载增大,增大到，则开环系统工作点变为点，而闭环控制使增大，所以闭环工作点为点（）。若工作点在点（），当增大到，则开环系统工作点变为b点，而闭环由于负反馈使增大到，即闭环工作在c点。由上述分析可得，闭环系统静特性，实际上就有许多不同的与开环静特性相应的工作点组成的。反馈系统提高了机械硬度，原因是负反馈是电动机的电枢电压自动适应负载的变化。所以机械特性硬度大大提高。3.22 数学模型为了对系统进行稳定性和动态品性等动态分析，必须首先建立起系统的动态数学模型。1额定励磁下直流他励电动机的数学模型他励直流电动机的等效电路如图图3.5 直流电机等效图当电流连续时，不考虑电刷压降，电枢回路的电压平衡方程为 （式3.12）额定励磁下电动机的感应电动势方程为： e=n （式3.13） 额定励磁下电动机电磁转矩方程为： （式3.14）电动机传动系统的运动方程式为： （式3.15）整理后： （式3.16）式中：:为包括电机空载转矩在内的负载转矩，m：:为电力拖动系统运动部分折算到电动机轴上的飞轮力矩，；=:为电动机额定励磁下的转矩电流比，；:直流电动机转矩常数，n/m;:为电枢回路的电磁时间常数，s;:为电力拖动系统机电时间常数，s；:为负载电流，a。在零初始条件下，对上式取拉氏变换的电压和电流间的传递函数： （式3.17）电流与电动势的传递函数为： (式3.18) 可以看出，直流电动机有两个输入量，一个是理想整流电压，另一个是负载电流。前者是控制输入量，后者是扰动输入量。扰动量为零时传递函数为：() （式3.19） 2 晶闸管整流与触发装置数学模型由于普通晶闸管变流器是半控型装置，某相晶闸管一旦触发导通，控制极便失去作用，只有该相承受反压或断流时晶闸管才能被关断。也就是说 ，某相晶闸管触发导通后，在尚未关断之前，虽然改变了控制电压的值，但整流电压的瞬时波形和角并不立刻跟随值变化。这个滞后时间称作晶闸管整流装置的失控时间，以表示。一般而言，； 其中f是交流电源频率；m为一周内整流电压的波头数。晶闸管触发和整流装置输入输出关系为： (式3.20)应用拉氏位移定理，其传递函数为： (式3.21)由于很小，可将晶闸管近似为惯性环节来处理，其传递函数为： (式3.22) 3单闭环调速系统的数学模型单闭环调速系统可以看作三阶线性系统。当不考虑负载时，即，系统开环传函为： (式3.23) 式中：。则系统的闭环传递函数为： (式3.24)32.3仿真模型 直流电机的数学模型： 图3.6 电机仿真图晶闸管和触发装置数学及仿真模型图3.7 系统仿真图数学模型： 将晶闸管和整流装置按一阶惯性环节近似处理后，单闭环调速系统可以看作三阶线性系统。当不考虑负载，即时，系统开环传递函数为：（k=46.7） (式3.25)所以系统的仿真模型如图3.7。由上述模型，可以在simulink里进行仿真。图3.8 阶跃响应图1）阶跃响应图的绘制 如图3.82）启动过程仿真图3.9 电流id波形图图3.10转速n的波形图图3.11 电压u ct的波形图3.3 带电流截止环节的单闭环调速3.3.1 系统结构工作原理系统要实现截流反馈，须在系统中引入电流截止负反馈环节。在转速闭环调速系统的基础上引入电流截止负反馈环节，即可构成带电流截止负反馈的单闭环调速系统，其原理如图3.12：该环节有两部分组成：其一为反应主回路电流信号大小的检测部分：其二为比较电压部分。检测主回路电流大小的信号电压从串联在主回路中的小电阻上取得，即正比于电流。比较电压由一个辅助电源经电位器提供，调节的大小即可调节比较电压值，从而改变截止电流的数值。【17】 图 3.12 带电流截止负反馈的单闭环调速系统图4-14 带电流截止负反馈的单闭环调速系统3.3.2 带电流截止负反馈的单闭环调速系统的静特性电流截止负反馈环节的输入与输出特性如图3.13：它表明：当输入与输出相等，构成线性环节；当时，输出为零。这样的两段式特性构成一个非线性环节，将它画在方框中，再和系统的其他部分连接起来，即得带电流截止负反馈的单闭环调速系统稳态结构图如图3.14 图3.13 电流截止负反馈环节的输入与输出特性 图3.14电流截至止负反馈的单闭环调速系统稳态结构图 由此结构图可导出该系统两段特性的方程式：当时，电流负反馈被截止： (式3.26) 当时，电流负反馈起作用： (式3-16)将上述两式画成静特性如图3.15图3.15 系统两段静止性当电流负反馈被截止后，系统特性与转速负反馈的单闭环调速系统相同，静特性如图段，特性较硬；电流负反馈其作用时静特性为ab段，特性很软。3.2.3带电流截止负反馈的单闭环调速系统的动态特性用带pi调节器的转速负反馈外加电流截止负反馈的直流单闭环调速系统，能实现转速无差调节，限制启动、制动时的最大电流，对一般调速系统基本上符合要求。电流到达最大值后，由于电动机反电动势的作用，使电流迅速下降，电动机转矩也随之减小，使启动加速过程变慢，启动时间变长。【18】最好的办法是在启动时保持电流为允许的最大值，使系统加速启动，到达稳态转速后又让电流立即降低，转入转矩和负载相平衡的稳态运行如图中曲线。下图即为单闭环调速系统仿真图：图3-16 系统仿真模型4.转速、电流双闭环直流调速系统 4.1 系统组成转速、电流双闭环调速系统原理如图4.1在电路中，asr和acr 实行串级连接，由asr去驱动acr，再由acr控制触发电路。图中速度调节器asr和电流调节器acr均为比例加积分调节器，其输入和输出均设有限幅电路。图4.1 转速、电流双闭环调速系统原理图可见该系统有两个反馈回路，构成两个闭环回路（故称双闭环）。其中一个是由电流调节器acr和电流检测反馈环节构成的电流环，另一个是由速度调节器asr和转速检测反馈环节构成的速度环。由于速度环包围电流环，因此称电流环为内环，称速度环为外环。4.2 工作原理4.2.1 电流调节器acr的调节作用电流环为由acr和电流负反馈组成的闭环，它的主要作用是稳定电流,有效抑制电网波动的影响。由于acr为pi调节器，因此在稳态时，其输入电压=0 (式4.1)由此可知，在稳态时，。此式的物理含义是当为一定的情况下，由于电流调节器acr调节器作用，整流装置的电流将保持在。的数值上。假设，其自动调节过程如下，即图4.2电流调节器acr的调节作用直到=，=0，调节过程才结束.这种保持电流不变的特性，将使系统：（1）自动限制最大电流。由于asr有输出限幅，限幅值为，这样电流的最大值便为，当时，电流环将使电流降下来。由上式可见，整定电流反馈系数调节电位器rp3或整定asr限幅值，即可整定数值，一般整定=22.5。（2） 能有效抑制电网电压波动的影响。当电网电压波动而引起电流波动时，通过电流调节器acr 的调节作用，使电流很快恢复原值。在双闭环调速系统中。在双闭环调速系统中，电网电压波动对转速的影响几乎看不出来（在仅有转速环的单闭环调速系统中，电网电压波动后，要通过转速变化来进行调节，这样，调节过程慢的多，速降也大），即：4.2.2速度调节器asr的调节作用速度环是由asr和转速负反馈组成的闭环，它的主要作用是保持转速稳定，并最后消除转速静差。图4.3调度调节器asr的调节过程由于asr也是pi调节器，因此稳态时： （式4.2） 由此式可见，在稳态时。此式的物理含义是当为一定的情况下，由于速度调节器asr的调节作用，转速n将稳定在的数值上。假设其自动调节过程如下，即图4.3。直至，调节过程才结束。由上面分析还可见，转速环要求电流迅速响应转速的变化而变化，而电流环则要求维持电流不变。由于转速环是外环，电流环的作用只相当于转速环内部的一种扰动而已，不起主导作用。只要转速环的开环放大倍数足够大，最后仍然能靠asr的积分作用，消除转速偏差。4.3 双闭环直流调速系统的静特性在正常运行时，电流调节器acr是不会达到饱和状态的。对静特性来讲只有转速调节器asr饱和与不饱和两种情况。1 速度调节器asr不饱和时的特性（1） asr的输入偏差电压，所以u转速n。图4.3 速度调节器asr不饱和时图4.4速度调节器asr饱和时n=f(u),将的特性成为控制特性，有时也称调节特性，得到u与近似线性关系的特性曲线，如果在负载两端接一个转速表，测出转速n，就可以绘出n=f(u)特性曲线。（2） acr的输入偏差电压，由于，则当设定某一转速时，u为某一值时负载到额定负载变化时即从时，a为一水平直线。此特性有时简称为负载特性。2 速度调节器asr饱和时的特性当asr输出达到饱和，转速外环呈开路状态，转速变化对系统不能产生影响。系统由恒转速变为恒电流调节，双闭环变成一个电流无静差单闭环系统。稳态时：当电动机发生严重过载时，acr限制增长，并使转速迅速下降，当电动机出想堵转时，此时n加速下降加速上升0,于是asr进入饱和段,不再起调节作用.同时,当,将使4.4 双闭环调速系统建立模型及其仿真某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：例：直流电动机：220v、130a、1500r/min、=0.132vmin/r,允许过载倍数：晶闸管装置放大系数：=40电枢回路总电阻：r=0.5时间常数：，电流反馈系数：转速反馈系数：设计要求：无静差；动态指标：电流超调量；启动到额定转速时的转速超调量求解如下：1 系统的建模根据直流调速系统工程设计方法及相关资料可得系统各参数如下：acr的比例系数：； acr的超前时间常数；asr的比例系数：； asr的超前时间常数；整流装置滞后时间常数，三相式电路平均失控时间=0.0017s；电流滤波时间常数，三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms,为了基本滤平波头，应有（）=3.33ms，因此取=0.002s.转速滤波时间常数，根据所用测速发电机纹波情况，取则可得此双闭环调速系统的数学模型：给定滤波环节： asr环节： 电流给定滤波： acr环节： 整流触发环节： 电枢回路： 转速传递函数： 电流反馈滤波： 转速反馈滤波： 由上述各环节可得系统仿真模型如图4.6: 图4.6，转速 电流双闭环仿真图2系统仿真在稳态工作点上，电动机转速是由给定电压 决定的，asr的输出量由负载电流决定，而与转速给定值无关，acr的输出量则同时取决于和的大小。pi调节器其输出量的稳态值与输入无关，而总是由它后面环节的需要决定。因此acr、asr调节器的输出限幅为：=1.5130a=12.09v； u=7.5v1）系统的仿真 设置双闭环控制的一个主要目的就是要获得接近于理想的启动过程。如图所示启动过程可分为三个阶段。第一阶段为电流上升阶段。启动时，转速调节器asr的输入端突加给定电压，由于电动机惯性的作用，转速及转速反馈电压增长较慢，转速调节器在给定阶跃信号作用下，迅速饱和，其输出突跳到限幅值。在启动过程中，转速反馈电压不断上升，但只要转速为超过给定值，则转速调节器asr的输入偏差电压总是大于0。因此输出值将一直处于限幅值，并输出最大电流给定电压值电流调节器acr。由于电流反馈电压随着电流上升，acr的输入偏差电压就衰减，开始时，电流由于acr的积分作用而上升，当与相等时，电流就上升到最大值，第一阶段结束。第二阶段是恒流等加速度启动阶段。这是双闭环系统起动的主要阶段。在这段时间内，转速调节器仍处于饱和状态。只有电流调节器起调节作用，基本上保持电流为，因此获得了启动时间最短的启动过程。电动机在这个阶段中，以恒定的加速度线性上升，直到转速达到给定值。随着转速及反电势的迅速上升，使略有下降，产生偏差电压，acr就起调节作用，使作进一步增长，又促使回升至最大值。当转速按线性不断增长时，电流调节器就不断重复上述的恒流调节。也按线性不断增长。第三阶段使转速调节阶段。在这阶段转速调节器asr也一起参与调节。系统进入双闭环调节阶段。asr处于主导地位，而acr的作用是使电流跟随asr的输出而变化。【19】【20】 这阶段开始时转速以达到给定值。转速反馈电压等于给定电压，asr的输入偏差出现了速度超调，。于是asr的输出迅速下降而退出饱和,并参与系统的调节作用。的下降是也下降，但当时，转速继续上升。当后，在负载力矩作用下电动机开始减速，经过asr、acr的调节直至稳定。系统达到稳定后，=，n=,asr和acr的输入偏差均为零，但是由于积分作用，他们都有恒定的输出电压。图4.7 电流波形图图4.8 电压的波形图图4.9 转速波形图5结论本文对单闭环、双闭环直流调速系统进行了计算机仿真研究。直流电机具有良好的起制动性能，易于在较广范围内平滑调速，在许多高性能可控电力拖动系统中得到广泛应用，如轧钢机、龙门刨床、高层电梯、高精度机床等。直流调速系统在理论上与实践上都比较成熟，从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流调速的基础。双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试过程中有大量的参数需要计算和调整。运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难。随着计算机技术的发展，在软件和硬件方面提供了良好的设计平台。此次论文运用matlab软件建立了调速系统的仿真模型。利用simulink中仿真功能对系统进行了仿真，仿真的结果证明了该方法的可行性、合理性。利用仿真技术可以很大程度地减少双闭环直流调速系统设计和调试强度。【21】本次论文虽然较全面的探讨直流调速系统，但是仍有许多遗憾之处：1 此论文主要讨论的系统均属于不可逆调速系统，它仅适用于要求不改变电动机旋转方向，同时对停车的快速性又无要求的生产机械，如造纸机、车床、镗床等。然而，在实际生产中，有许多生产机械却要求电动机既能正、反转，又能快速制动，这类生产机械的拖动，需要四象限运行的特性。这就用到了可逆调速系统。因此对可逆直流调速系统的研究就成了以后工作的方向之一。2 工业生产发展到较高阶段，如冶金轧机、电气机车、电梯的出现要求传动电动机能快速正反转，起动力矩大，快速制动，停位准确，调速范围大，精确度高，响应快，因此在传统调速中一直采用直流电动机，运行了几十年。但由于直流电动机的换向器及电刷在大容量方面问题较多，而且维护量大，1970年后逐步被交流同步机及异步机变频调速代替。与直流电动机相比具还有下列以下优点：(1)单机容量不受限制；(2)体积小，重量轻，占地面积小(3)转动惯量小；(4)动态响应好；(5)维护简单化；(6)节约能源。由此可见对交流调速进行研究也是必要的。3 随着高新技术的进一步发展，数字化、智能化、网络化以成为调速系统（无论是直流调速还是交流调速系统）发展的趋势。数字化是智能化、网络化的基础。因此数字调速系统的研究成为以后工作的重中之重。 参考文献1 梅晓榕,柏桂珍,张卯瑞等. 自动控制元件及线路m. 北京：科学出版社，2005.2 晁勤 ，傅成乎. 自动控制原理m. 重庆：重庆大学出版社,2001.3 赵文蜂. matlab控制系统设计与仿真m. 西安：西安电子科技大学出版社.2002.4 魏克新 ,王云亮 ,陈志敏. matlab语言与自动控制系统设计m. 北京：机械工业出版社.5 蔡启仲. 控制系统计算机辅助设计m. 重庆 ：重庆大学出版社,2003.6 贺益康 ,潘再平. 电力电子技术m. 北京：科学出版社,2005.7 姚憔耕, 愈文根. 电气自动控制m.2005.8 张爱玲 ,李岚 ,梅丽风. 电力拖动与控制m. 北京 ：机械工业出版社.9 周渊深. 交直流调速系统与