[毕业设计精品]直流电机调速系统的matlab仿真

运动控制系统课程设计摘要直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用SIMULINK对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，G15932G7138所设计的双闭环调速系统G17828行G12295定G2499G19764，具有G17751好的静态和动态性能，G17810G2052了设计G16213G8726。G18331用G48G36G55G47G36G37G17731G1226中的控制工具G12677对直流电动机双闭环调速系统进行计算机G17753G2173设计，并用SG44G48G56G47G44G49G46进行动态数G4395仿真G15G2528G7114G7609G11487仿真G8886G5430G15以G8504验G16789设计的调速系统G7171G2554G2499行。G3关键词直流电机直流调速系统速度调G14422G3132电流调G14422G3132双闭环系统仿真ABSTRACTDCMOTORHASBEENWIDELYUSEDINTHEAREAOFELECTRICDRIVEBECAUSEOFITSNEATLYADJUSTMENT,SIMPLEMETHODANDDCMOTORHASBEENWIDELYUSEDINTHEAREAOFELECTRICDRIVEBECAUSEOFITSNEATLYADJUSTMENT,SIMPLEMETHODANDSMOOTHCONTROLINAWIDERANGE,BESIDESITSCONTROLPERFORMANCEISEXCELLENTBEGINNINGWITHTHETHEORYOFDCMOTOR,THISDISSERTATIONBUILTSUPTHEMATHEMATICMODELOFDCSPEEDCONTROLSYSTEMWITHDOUBLECLOSEDLOOPS,DETAILEDLYDISCUSSESTHESTATICANDDYNAMICSTATEPERFORMANCEOFTHESYSTEMAFTERWARD,ACCORDINGTOAUTOMATIONTHEROYTHISPAPARCALCULATESTHEPARAMETERSOFTHESYSTEMTHEN,THISDISSERTATIONSIMULATESANDANALYZESTHESYSTEMBYMEANSOFSIMULINKTHERESULTSOFSIMULATIONARECONSISTENTWITHTHEORYCALCULATIONSOMEEXPERIENCEWASACQUIREDTHROUGHSIMULATIONBASEDONTHETHEORYANDSIMULATION,THISDISSERTATIONDESIGNSADCSPEEDCONTROLSYSTEMWITHDOUBLECLOSEDLOOPS,DISCUSSESTHEREALIZATIONOFMAINCIRCUIT,FEEDBACKCIRCUIT,CONTROLCIRCUITANDTRIGGERCIRCUITTHERESULTSOFEXPERIMENTSHOWTHATTHESTATICANDDYNAMICSTATEPERFORMANCEOFTHISSYSTEMAREGOOD,WHICHINDICATETHATTHEDESIGNCANMEETTHEREQUIREMENTSCOMPUTERAIDEDANALYSISANDDESIGNARECARRIEDOUTFORSPEEDCONTROLLINGSYSTEMOFTHEDCMOTORBYBYUSINGTOOLBOXANDSIMULINKKEYWORDSDCMOTOR,DCGOVERNINGSYSTEM,SPEEDGOVERNOR,CURRENTGOVERNOR,DOUBLELOOPCONTROLSYSTEM,SIMULINK目录摘要ABSTRACT一、双闭环直流调速系统的工作原理G3G3G20、双闭环直流调速系统的介绍G3G3G3G3G21、双闭环直流调速系统的G13464G6116G3G3G3G22、双闭环直流调速系统的G12295态G13479G7512G3282和静G10317性G3G3G23、双闭环直流调速系统的数学模型G3二、系统设计方法及步骤G20、系统设计的一G14336原G2029G3G21、电流环设计G3G708G20G709G11842定G7114G19400G5132数G3G11G21G12G3G17885G6333电流调G14422G3132G13479G7512G3G11G22G12G3G17885G6333电流调G14422G3132参数G3G11G23G12G3G7669验G17829G1296G7477G1226G3G22、G17728速环设计G3G11G20G12G3G11842定G7114G19400G5132数G3G11G21G12G3G17885G6333G17728速调G14422G3132G13479G7512G3G11G22G12G3G17885G6333G17728速调G14422G3132参数G3G11G23G12G3G7669验G17829G1296G7477G1226G3三、MATLAB和SIMULINK简介四、SIMULINK环境中的系统模型、仿真结果及分析G20、G5332环直流调速系统的仿真G3G21、G2345闭环有静G5058G17728速G17139反馈调速系统的建模G994仿真G3G22、G2345闭环G7092静G5058G17728速G17139反馈调速系统的建模G994仿真G3G23、G2345闭环电流G6142G8502G17728速G17139反馈调速系统的建模G994仿真G3G24、G2345闭环电G2399G17139反馈调速系统的建模G994仿真G3G25、G2345闭环电G2399G17139反馈和G5114电流G8503反馈调速系统的建模G994仿真G3G26、G2345闭环G17728速G17139反馈调速系统定G18339仿真G3G27、双闭环直流调速系统定G18339仿真G3G28、G989闭环直流调速系统仿真G3五、VM双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图六、总结参考文献一、双闭环直流调速系统的工作原理1、双闭环直流调速系统的介绍双闭环调速系统的工作过G12255和原理G726电动机在G2563动G19466G8585，电动机的实G19481G17728速G11电G2399G12G1314于给定G1552G15速度调G14422G3132的G17767入G12483G4396在一G1022G1571G5058G1461G2507，G13475G6930G3835后G17767G1998的电G2399G1457G6357G1038G19492G5145G1552G15速度调G14422G3132工作在G5332环G10378态G15速度调G14422G3132的G17767G1998电G2399作G1038电流给定G1552G17877入电流调G14422G3132G15G3G8504G7114G2029以G7380G3835电流给定G1552G1363电流调G14422G3132G17767G1998G12239G11468G1461G2507G15直流电G2399G17817速上G2331G15电流G1075G19555G2375G3698G3835直G2052等于G7380G3835给定G1552G15G3电动机以G7380G3835电流G5670流G2164速G2563动。电动机的G7380G3835电流G11G3593G17728电流G12G2499以通过整定速度调G14422G3132的G17767G1998G19492G5145G1552G7481G6925G2476。在电动机G17728速上G2331G2052给定G17728速后G15G3速度调G14422G3132G17767入G12483的G1571G5058G1461G2507减小G2052G17829于零G15速度调G14422G3132和电流调G14422G3132退G1998饱和G10378态G15闭环调G14422G5332始起作用。对G17139载引起的G17728速G8886动G15速度调G14422G3132G17767入G12483产生的G1571G5058G1461G2507将G19555G7114通过速度调G14422G3132、电流调G14422G3132G7481修G8503触发G3132的G12239G11468电G2399G15G1363整流桥G17767G1998的直流电G2399G11468应G2476化G15从而G7669G8503和补偿电动机的G17728速G1571G5058。另外电流调G14422G3132的小G7114G19400G5132数G15G3还能够对因电网G8886动引起的电动机电枢电流的G2476化进行快速调G14422G15G2499以在电动机G17728速还未G7481得及发生G6925G2476G7114G15G17817速G1363电流恢复G2052原G7481G1552G15从而G1363速度更好地G12295定于某一G17728速下G17828行。G32、双闭环直流调速系统的组成G1038了实现G17728速和电流两种G17139反馈分别起作用，G2499在系统中设置两G1022调G14422G3132，分别调G14422G17728速和电流，G2375分别引入G17728速G17139反馈和电流G17139反馈。两者之G19400实行嵌套连接，如G3282G20G20所示。把G17728速调G14422G3132的G17767G1998当作电流调G14422G3132的G17767入，再用电流调G14422G3132的G17767G1998去控制电力电子G2476换G3132G56PE。从闭环G13479G7512上G11487，电流环在里面，称作内环；G17728速环在外边，称作外环。这就G5430G6116了G17728速、电流双闭环调速系统。G3G3282G20G20G17728速、电流双闭环直流调速系统G3其中G726G36SRG17728速调G14422G3132G3G36CR电流调G14422G3132G3G55G测速发电机G3G55G36电流互感G3132G3G56PE电力电子G2476换G3132G17728速给定电G2399G3G56NG17728速反馈电G2399电流给定电G2399电流反馈电G2399G33、双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性G3282G20G21双闭环直流调速系统的G12295态G13479G7512框G3282G3分析静G10317性的关键G7171掌握PG44调G14422G3132的G12295态G10317征，一G14336G1363G4396在两种G10378况G726饱和G17767G1998G17810G2052G19492G5145G1552，不饱和G17767G1998未G17810G2052G19492G5145G1552。当调G14422G3132饱和G7114，G17767G1998G1038G5670G1552，G17767入G18339的G2476化不再影响G17767G1998，除非有反向的G17767入G1461G2507G1363调G14422G3132退G1998饱和，换句话说，饱和的调G14422G3132暂G7114隔断了G17767入和G17767G1998的联系，G11468当于G1363该调G14422环G5332环。当调G14422G3132不饱和G7114，PG44的作用G1363G17767入G1571G5058电G2399G56在G12295态G7114总G1038零。G3实G19481上，在G8503G5132G17828行G7114，电流调G14422G3132G7171不会G17810G2052饱和G10378态的。因G8504，对于静UNUIUIG10317性G7481说，只有G17728速调G14422G3132饱和G994不饱和两种情况。G3双闭环调速系统的静G10317性在G17139载电流小于G1835A1A0G7114G15932现G1038G17728速G7092静G5058G15这G7114G15G17728速G17139反馈起主G16213的调G14422作用G15但G17139载电流G17810G2052G1835A2A3G7114G15对应于G17728速调G14422G3132的饱和G17767G1998G1847A4A5A6G15这G7114G15电流调G14422G3132起主G16213调G14422作用G15系统G15932现G1038电流G7092静G5058G15得G2052过电流的自动G1457护这就G7171G18331用了两G1022PG44调G14422G3132分别G5430G6116内、外两G1022闭环的效果。然而，实G19481上G17828算G6930G3835G3132的G5332环G6930G3835系数并不G7171G7092穷G3835，因G8504，静G10317性的两G8585实G19481上都略有很小的静G5058，见G3282G20G22中虚线。G3G3282G20G22双闭环直流调速系统的静G10317性G34、双闭环直流调速系统的数学模型双闭环直流调速系统数学模型的建立涉及G2052G2499控硅触发G3132和整流G3132的G11468关内容。全控式整流在G12295态下，触发G3132控制电G2399G56CTG994整流G17767G1998电G2399G56A0的关系G1038G726G3G3其中G726G36整流G3132系数；G3整流G3132G17767入交流电G2399；G3整流G3132触发角；G3触发G3132G12239项控制电G2399；G46触发G3132G12239项控制斜率；G3整流G994触发关系G1038余弦，工G12255中G17829G1296用线性环G14422代替触发G994G6930G3835环G14422，G6930G3835系数G1038G726G46G1847A7A8G1847A9A10。G3绘制双闭环直流调速系统的动态G13479G7512框G3282如下G726G3COSCOS220CTAKUAUAUU2UCTUG3282G20G23双闭环直流调速系统的动态G13479G7512框G3282G3二、系统设计方法及步骤1、系统设计的一般原则G3概念G9177G7982、易G6038；G3G312G3计算G1856式G12628G7138、好G16772；G3G313G3不G1177给G1998参数计算的G1856式，而G1000指G7138参数调整的G7053向；G3G314G3能G13783G15397饱和非线性控制的情况，G2528G7691给G1998G12628G2345的计算G1856式；G3G315G3G17878用于各种G2499以G12628化G6116G1868型系统的反馈控制系统