【《基于Matlab的直流电机控制算法研究》16000字（论文）】

基于Matlab的直流电机控制算法研究目录TOC\o"1-3"\h\u22331第1章绪论 1115691.1研究背景 1163371.2研究意义 2124391.3发展现状 3291251.4主要工作 42917第2章系统方案设计 481852.1电动机参数及设计要求 448822.2方案选择及系统框图 5265512.2.1方案一：转速单闭环直流电机调速系统 5242332.2.2方案2：旋转速度，电流双封闭直流电动机速度调整系统 5243552.2.3方案三：双闭环脉宽调速系统 686942.3系统工作原理 7287122.3.1双闭环调速系统静态特性[24] 7223402.3.2双闭环系统启动过程分析 8112082.3.3双闭环调速系统的动态抗扰动性能 10214782.3.4双闭环调速系统中两个调节器的作用 11248282.4直流电机速度控制仿真研究原理 111564第3章双闭环调速系统的具体设计说明 12234303.1双闭环直流调速系统总体设计方案 12202471.供电方案选择： 1247092.总体结构选择 13169383.2主电路设计与参数计算 1327573.3直流调速系统的保护 1467553.4控制电路设计 157080第4章调速系统的仿真 155554.1MATRAB简介和调速系统仿真模型的建立 16244744.2直流电机H桥关于H桥的驱动的设计 16257534.2.1H桥驱动电路 16197494.2.2使能控制和方向逻辑 17324084.3仿真的模拟 19296764.4仿真的分析 20220404.5仿真结果 212962结论 2312249参考文献 23第1章绪论1.1研究背景控制理论的研究对象是系统，从系统控制理论的观点来看，系统是具有一定效果的组，其通过相互关联、互相制约各部分而构成。系统存在于自然界和人类社会的各个领域。直流速度调整是指通过人工或主动地转动z直流电动机来达到我们所需要的要求，将电动机的参数和外协加工电压进行转换，改变马达动作所需的要求，使电动机在工作时运转的机器效率更高的意思。dc速度调整系统具有优秀的速度快速特性，具有稳定的运转速度、规模大、容易超过负荷、运转方式容易控制、优秀的启动和制动功能等，dc速度调整系统能够达到全自动化的要求。速度控制系统通常是闭环控制系统的动态和静功能目标。调整速度的目标达成了不高的局面，行使一个简单的闭环体系，多闭环体系。成为不同的控制方法，能够根据反应速度和反应电流来表示电压的反应。在双闭环系统中，通常使用旋转速度-电流双闭环。一般用机械、制金、金属切削机床等各种规模的自动化速度系统来表现。双封闭环直流速度调节系统是一种复杂的自动控制系统，是目前直流速度调节系统的主流设备，具有速度调节范围广、稳定性好、稳定性高的优点，在理论和实践方面是比较成熟的系统，拖拽系统在某些方面发挥着非常重要的作用，直流电动机的双重封闭速度调节是各种电动机速度调节系统的基础，本文对直流电动机的速度调节进行了系统的研究。直流电动机的基本特性是单一封闭环的速度调节系统，其次是双封闭型直流电动机的设计，研究方法是最后用实际系统进行施工设计，模拟MATRAB/SIMULINK，将双重封闭的速度调节系统分析，在整个工程设计方法中，由于忽略和简化而产生的误差，对于双配对直流速度调整系统，在设计和调试过程中，需要计算和调整大量参数。所谓直流速度，就是人为地或自动地改变直流电动机的旋转速度，满足机床的要求。从机械特性来看，改变电动机的参数和外协电压等来改变电动机的机械特性，改变电动机的机械特性和动作特性的机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化[1]。直流速度调节系统，特别是双闭环直流速度调节系统是工业生产过程中最宽的电动传动装置之一。在转钢机、冶金、印刷、金属切削机等多个领域，自动控制系统[2]。通常使用三相全控桥式整流电路向电动机供电[2]，因此控制电动机的旋转速度，以往的控制系统采用晶体管和各种线性运算电路[3]等模拟元件，在一定程度上满足了生产要求，但元件的劣化和使用过程中容易受到外界的干扰，线路复杂，通用性差。控制效果因设备的性能、温度等因素，系统运行特性发生变化，无法保证系统运行的可靠性和准确性，也会发生事故[4]。双闭环直流速度调节系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试过程中有很多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，将SIMULINK作为电机系统的模拟研究，近年来成为人们研究的热点[5]。另外，MATLAB软件具有结构模型简单、动态修正参数容易控制系统、接口友好、功能强大等优点，是动态建模和模拟中最广泛的软件包之一有[6]。可以使用鼠标“绘制”模型窗口所需的控制系统的模型[7]，然后可以利用SIMULINK所提供的功能来模拟或分析系统，使得复杂系统的输入变得相当容易和直观[8-10]。本论文采用工程设计方法辅助设计了旋转速度、电流双闭环直流速度调整系统，选择适当的调整器结构，进行参数计算和近似检查，构建了制动、抗电网电压扰动和抗负荷扰动的MATLAB/SIMULINK模拟模型，构建了旋转速度分析和调整度和模拟波形，完善双闭环直流速度调节系统[11-13]。1.2研究意义直流马达具有良好的启动、制动性能、调速性能良好、启动转矩大、范围广、易调快等优点。那个速度调节控制系统在以前的工业控制中占有非常重要的地位。直流电动机广泛应用于压延机、矿井扬机、挖掘机、海洋挖掘机、金属切削机、造纸机、高层电梯等需要高性能控制的电力的领域。直流电机广泛用于家用电器、电子仪器、电子玩具、录像机及各种自动控制。在现代电子产品中，在自动控制系统、电子设备、家电产品、电子玩具等方面，直流电机都得到了广泛的应用。大家都知道的录音机、唱片机、录像机、电脑等不能缺少直流马达。所以，直流马达的控制是非常实用的技术。近年来，交流速度调节系统的发展很快，但dc药物系统在理论上和实践上都很成熟。从反馈闭环控制的角度来看，也是交流拖拽控制系统的基础。因此，dc速度调节系统在生产生活中起着很大的作用。随着电力技术的发展，特别是在大功率电子部件上市后，直流电动机的拖拽倾向于被交流电动机慢慢拖动来代替，而中、小功率则采用永久磁直流电动机。只需控制电机电路就比较简单。特别是在高精度位伺服控制系统、速度调节性能高或要求较大扭矩的地方，直流马达仍然被广泛使用。直流速度控制系统中最典型的速度调节系统是旋转速度、直流速度调节系统。DC速度调整系统的设计必须观察相对多的性能，以完成开环速度、单闭环速度、双闭环速度等过程。而且计算参数很多，往往不能如愿以偿。在设计中使用MATLAB中的SIMULINK工具支持设计的情况下，因为可以构建控制系统的动态模型，直观地快速地观察各个点的波形，所以提高速度调整系统的性能，重复修改动态模型可实现，无需反复拆装、调整实物模型。MATLAB中的动态建模、模拟工具SIMULINK具有模块结构方便、性能分析直观等优点，可缩短产品设计开发过程，也可虚拟实验平台[3]。因此，研究这个课题有实际意义。1.3发展现状在这个广泛运用电控的时代，能源传输、电机在当今的生产和我们的生命中发挥是非常重要的，在工业制造方面[14]，外出运行，宇宙、生活疗养、贸易和我们日常生活中使用的设备，或者在生活中寻找实用的电器，普遍使用各种电器。据专家统计，我国使用电器的人数达60%[15]。由此可见，电机在我们的日常生活中起着不可忽视的重要作用，速度控制系统在我们这个时代的电机操作系统中，自主调度系统的使用是最大的，根据目前的发展趋势，我们需要的是由于对东西功能的要求越来越高，生产的物品必须自己改变速度[16-18]。在这个智能化系统控制下的今天，电气系统已经全部进入了自动化时代，在以前的生产过程中，体力和时间浪费得太多了。现在一体化了人气，我们可以轻松完成生产，提高生产可靠的地方，稳定，这样不仅节约了时间，还提高了劳动生产率，提高了综合国力。由于该系统结构较大，控制器可控制的数据较大，该系统的规划和校准比较复杂，必须具有效果广泛、简单的模拟设计场所[19]，MATRAB发布的Simlink这样动态系统的模拟记录变得很简单，Simlink有足够的控制工程和系统计算专业的函数，具有丰富的数学评估功能[20-22]。并且具有简便图形的制作效果。在Simlink中绘制系统的动态图形模型，形成单一的程序，可以对该系统进行模拟，效率好，情况好。这一系统的规划显示给我们带来了很大的方便，Matlab在学术和许多现实规模中普遍使用，成为全球控制界最流行的语言和工具[23]。1.4主要工作课题的主要工作：根据毕业设计任务设计书的规定条件和要求，确定了整个方案。旋转速度、电流双封闭环直流调节速度、（2）直流电机主电路的设计，选择合适的输精管部件，计算恒基参数，并计算输精管保护电路，包括设计触发电路，还绘制了双封闭直流调节控制系统的原理结构和动态结构图。（3）控制电路的设计包括旋转速度、电流调节器的设计，计算系统参数和传递函数。（4）计算的参数和传递函数在MATRAB中建立了系统模型，分析了模拟结果。课题重点和难点：重点工作是：设计一个控制直流电动机双配对速度的系统，工作难点是系统如何调整直流电机速度、电流双配对速度。基本部分是为什么要用PI进行调节，快速调节，达到提高稳定性的要求，如何实现触发脉冲的位相、频率以及同步脉冲。第2章系统方案设计2.1电动机参数及设计要求具体设计要求：（1）通过PID控制器调整马达的运行和速度，建立MATRAB设计的控制器模型进行模拟；（2）系统要求过电流、过压、超负荷保护；（3）请求触发脉冲的故障封锁能力。2.2方案选择及系统框图2.2.1方案一：转速单闭环直流电机调速系统封闭型系统比开放型系统有以下优点。（1）减速少，特性坚硬。（2）系统的停车率降低，稳定速度高。（3）系统的调速范围大大提高，独立的转速封闭调速系统是最基本的反馈控制系统，具有反馈控制系统的基本规律，该系统的结构图在图3.1中体现。图3.1转速单闭环直流调速系统原理框图ASR-转数环GT-触发装置TA-变压器TG-速度测量发电机Un/Un-旋转速度指定电压和旋转速度反馈电压2.2.2方案2：旋转速度，电流双封闭直流电动机速度调整系统使用旋转速度的负反馈和PI调节器的单闭合速度系统，系统可以在稳定状态下实现旋转速度的无政府差，当系统对动态性能要求较高时，如急刹车、突起负载的动态速度下降等单一封闭系统无法满足需求，这是因为需要封闭系统，无法完全控制动态过程的电流和谈话。为了分别起到旋转速度和电流两个负面反馈的作用，在旋转速度和电流的双配对速度调节系统中设置两个调整器，分别调节旋转速度和电流，在它们之间进行串联，良好的静态和动态双焦点系统的两个调整器一般使用PI调节器来获得性能，图中旋转速度调节器的输出是电流调节器的输入，是电流调节器的输出控制电力电子转换器。图3.2转速、电流双闭环直流调速系统原理框图ASR—转速环节ACR—电流环节GT—触发装臵TG—测速发电机TA—电流互感器2.2.3方案三：双闭环脉宽调速系统一般运动、静态性能良好的速度调节系统采用旋转速度、电流双封闭控制方式，脉冲宽度的速度调整也不例外；双配对脉冲宽度调制系统的原理结构图为脉冲宽度调制器UW，调制波产生器GM，逻辑延迟环DMD，基于功率晶体管的驱动GD，其中最重要的组成要素是脉冲宽度调制器，脉冲宽度调制器是电压-脉冲宽度转换装置，由电流调节器ACR输出的控制电压Uc控制，PWM设置所需的提供脉冲信号，脉冲宽度与Uc成比例。UPW-脉冲宽度调制器GM调制波发生器GD-Bess带驱动器DMD-逻辑延迟环PWM-脉冲宽度调制转换器FA-瞬间启动的限制电流保护通过三个方案的比较，旋转速度的单一封闭速度调整系统在稳定的系统中，旋转速度不稳定，但在要求动态性能的高系统中，在单一封闭环系统中，根据需求，完全控制动态过程的电流和谈话不得已，在旋转速度、电流双闭环的速度调节系统中设置两个调节器，调节旋转速度和电流可获得良好的静态、动态性能，该设计最终采用方案2，调节旋转速度、电流双闭合速度全部。2.3系统工作原理2.3.1双闭环调速系统静态特性[24]为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构图，如图图3.3双闭环调速系统稳态结构图图3.4双闭环调速系统的静特性分析静态特性的关键在于掌握这种PI调节器的稳定特性，通常有两种情况，饱和-输出达到无限值，不饱和-输出达不到无限值，当调整器处于饱和状态时，出口是固定值，进口是固定值如果输入信号不影响出口，相反，如果输入信号存在，那么调整器就会从饱和状态中退出。饱和调整器意味着要暂时切断与输入输出的连接，打开调节路径。调整器不饱和时，PI作用总是输入偏向电压U在稳定状态下为0，实际上正常工作时电流调节器不会达到饱和状态，因此只有在旋转速度调节器饱和、不饱和的两种情况下才存在静态特性[25]。其中封闭型速度调节系统的静态特性是当负载电流小于Idm时，作为旋转速度的非正常差出现，其中旋转速度的负反馈起着主要作用，当负载电流达到Idm时，旋转速度调节器饱和，电流调节器发挥主要的调节作用，系统电流差，电流自动保护，使用两个PI调节器产生内外两个封闭效果，这种静态特性是电流停止负面反馈的单一封闭型系统的但是实际运算放大器的开放扩大系数并不是无限大。特别是在使用“准PI调整器”避免零点移动的情况下，两个静态特性团实际上存在着小的静态差异，在图3.4中显示为虚线。从图3、4可以看出双封闭速度调整系统在稳定状态下运行，当两个调整器不饱和时，各变量之间有以下关系：根据上述关系，在稳定状态下运行，旋转速度n由给定电压Un确定，ASR的输出量Ui由负载电流IdL确定，控制电压Uct的大小取决于n和Id，或者取决于UU和IdL，这种关系取决于P反映了与调整期不同的PI调整器的特点，比例环节的出口量总是与进口量成正比，而PI调整器则不是，出口量的稳定值与输入无关，取决于后面环节的需求，有PI调节器，能输出多少？鉴于此特点，双封闭速度调整系统的稳定参数计算与单一封闭环的静态差完全不同，但与非静态车系统的稳定计算相同。即，基于所有调整期的反馈值计算的反馈系数：转速反馈系数:电流反馈系数:两个给定电压的最大值是受运算放大器的允许输入电压限制的。2.3.2双闭环系统启动过程分析其中，封闭控制的重要目的是获得接近理想的操作过程，因此，在分析双重封闭速度调整系统的动态性能时，首先要研究操作过程，在操作过程中，旋转速度调节器ASR经历了不饱和、饱和和饱和因此，整个过渡过程分为三个阶段，I阶段0~t1是电流上升阶段，突然进入给定电压U后，通过两个调整器的控制作用，使Uct、Ud0、Id上升，IdIdL之后电动机开始旋转，机械惯性的作用因此，旋转速度不快，旋转速度调节器ASR的输入偏差电压（Unnn数值大，出口速度快，限制幅度Um，强制电流Id级上升。在Idm中，UiUim和电流调节器的作用表明Id没有快速生长，这个阶段已经结束。在这个阶段，ASR在饱和状态下很快就达到饱和状态，但是ACR一般处于不饱和状态，确保电流循环道路的调节作用。第二阶段t1~t2是电流恒定电流升速阶段，在电流升至最大值的Idm以旋转速度给出的值n（即，静态特性上n0）为静电流速阶段，是启动中的主要阶段，在这个阶段，ASR始终处于饱和状态，转数环处于开放状态，系统是一个具有恒定电流的Uim作用的电流调节系统，大体上是一个一定的保持电流（电流可以调节，也有不能调整的情况，取决于电流调节器的结构和参数），因此系统的加速度固定，旋转速度直线增加，同时电动机的反电力E也呈线性增加，对于电流调节系统，这一反战电势是线性渐增摄影运动量，为了克服这一拍摄，Ud0和Uct也大体上进行线性增加，从而维持Id航程，电流调节器ACR是PI调节器，当出口量线性增加时，偏差电压在输入UiUmui时，必须有一定的常数。另外，为了确保电流循环的这种调节作用，在运行过程中，电流调节器不饱和的同时，整流装置进行的最大电压Udm也必须有富余。Ⅲ阶段t2后进入旋转速度调节阶段，该阶段旋转速度已达到指定值，旋转速度调节器的供给与反馈电压的均衡，输入偏差为0，但由于其输出通过点作用维持在无限Uim，电机加速到最大电流，必须以旋转速度加速转移，旋转速度被调控后，ASR输入端产生负电压，退出饱和状态而且，其出口电压和ASR的给定电压Ui立即从无限制数值下降，主电流Id也随之下降。但是Id比负载电流IdL大，所以旋转速度持续上升了一段时间。Id“IdLSecret的dnt=0，转数n峰值（t3点）此后，马达在负载电阻下开始减速，电流Id也出现了比Idl小的部分，稳定地（直到调整器参数调整为止），在最后的旋转速度调整阶段，ASR和ACR处于不饱和状态，同时起到调节作用，因为调节旋转速度是外环，所以ASR占据主导地位，ACR的作用是让Id快速跟上ASR的出口量Ui流动，或者电流内部是电。如上所述，双封闭速度调节系统的运行过程有三个特点。（1）饱和非线性控制[1]有ASR的饱和和不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态，ASR饱和时，旋转速度的循环是静电流调节的单闭合系统，当ASR不饱和时，旋转速度环关闭，整个系统是无定差调节系统，电流内电路表现为电流手动系统，在不同的情况下，不同结构的线性表示系统，这是饱和非线性控制的特点，简单应用线性控制理论，分析和设计这些系统，可以采用段线性化方法，分析转换过程也必须注意初始状态。前一阶段的结束状态是后一阶段的初始状态，如果初始状态不同，即使控制系统的结构和参数没有变化，转换过程也不同。(2)准时间最优控制操作中的主要阶段是第II阶段，静电流速阶段，其特点是电流保持稳定，被选为一般允许的最大值，充分发挥发动机超负荷能力，使操作过程最快，这一阶段是有限电流在条件下属于最短时间控制或时间最佳控制，但整个操作过程在图3.6中与理想的快速操作过程相比有所差异，主要是I、II两段电流不会突然改变，但这两个小时整体运行在时间中只占好的成分，不会对大局面造成危害，所以双重封闭速度系统的运行过程可以说是“时间最佳控制”过程，如果要追求严格的最佳控制，控制结构就要复杂，获得的效果有限采用饱和非线性控制方法，在正确的时间内实现最优化控制，通常是应用于各种多环控制系统的实际价值控制策略。（3）旋转速度和冲压使用饱和非线性控制，运行过程结束后进入Ⅲ级和旋转速度调节阶段后，必须将旋转速度调整器从饱和状态中退出，根据PI调整器的特性，只要过充电旋转速度，ASR的输入偏差电压Un为负值，ASR可脱离饱和状态，即使用PI调节器双封闭速度系统的旋转速度动态响应必须被初始化，在一般情况下，旋转速度稍微超过标准值，实际运行时没有太大的影响，如果工程上不允许冲撞，就不能采取其他措施。最后要指出，制动管整流器的输出电流是单向的，所以踩刹车时不能发生反馈制动Talk，因此，不可抗拒的双封闭速度调整系统有很快的操作过程，但制动时电流如果是0的话，只能自由停车。如果需要踩刹车的话，只能使用防止能源消耗的刹车和电子机器制动器。减少速度也是一样的。这种问题在空车移动的时候也有可能发生。这时启动的第III在阶段中，电流急剧变为0，不能变为负，发生断断续续的动态电流，旋转速度的震动加剧，转移过程变长，这也是非线性元素。2.3.3双闭环调速系统的动态抗扰动性能一般来说，双重封闭速度调整系统具有良好的动态性能[26-28]。（1）动态根据双封闭速度系统的性能，在运行和升速之间，电流在发动机超负荷能力受到限制的条件下，表现出快速动态追踪性能，在减速过程中，主电路电流的不可逆性导致性能下降，对于电流内循环《绿色建筑评价标准》应强调在设计调整机时具有良好的追踪性能。（2）动态加扰性能1.防止负载透露，负载透露仅在电流循环道路后的旋转速度调节器上起到扰乱作用。因此，如果突然增加负荷（减少），会导致动态速度下降（升）。为了降低动态减速器，设计ASR做的时候需要系统更好的阻力指标，ACR的设计只要电流循环道路有良好的跟踪性能就可以[1]。2.恒电网电压摄影配电网电压摄影与负荷摄影在系统动态结构图中作用的位置编制不同，系统对动态的干涉效果也不同，配电网电压紊乱的作用点离调节量更远，其变动首先是电子惯性的受到干扰后，会影响电动机的电流，也可以通过机械电惯性的延迟反映在旋转速度上，双重封闭型速度调节系统中电流的内环被增设，这一问题得到了很大的改善，电网的电压障碍在电流环上当围绕电压发生变化时，可根据电流反馈迅速调整，影响旋转速度后，无需对系统作出反应，因此双封闭环速度调节系统中，由于配电电压波动导致的动态速度下降比单闭环系统矮小。2.3.4双闭环调速系统中两个调节器的作用1.转速调节器的作用（1）旋转速度根据n施加的电压，随着Un（2）的变化，负载变化的干涉作用发生变化，在稳定的状态下没有差异。（3）饱和功率限制值是系统最大电流的给定值，起到饱和非线性控制作用，实现系统以最大电流运行的过程。2.电流调节器的作用（1）对配电的电压变动起到防止快速干扰的作用。受到限制，起到高速安全保护的作用。故障消失后，系统会自动恢复正常。2.4直流电机速度控制仿真研究原理驱动信号调节TL494的脉冲宽度后，将H腿作为驱动电路的作业功率提供给直流电路，该驱动电路容易实现直流电动机的4上限动作，分别对应正电、静电制动和反制动，动力MOST的输入电阻为该大开关速度快，具有无二次破坏的特点，为了满足高速切换动作的需求，经常使用的电力MOST组成了H桥电路的桥牌，H桥电路的4个动力MOST分别采用N通道类型和P通道类型[29]。虽然使用过，但是P频道的动力MOSFET一般不用于下岩驱动电动机，H桥由N频道的力量MOSFET两个和P频道的力量MOSFET两个构成。P频道的力量MOST？FET的性能比N通道功率的MOSFET弱，驱动电流少，多用于功率低的驱动电路，N通道功率MOSFET载波的转移率高，频率响应好，引入线大，此外连接电流，减少电阻，可降低成本，缩小面积，因此我们利用其高性能优势操作双极晶体管，采用IGBT电力转换应用进行作业，进行时（机械操作饱和区）的集电极与发射极之间的正向电压Vf开发（1V），因此IGBT区块可以作为模型使用，是设备。IGBT区块是不受模拟网格电流控制的机器或IGBT[30]。开关信号（1/0）由模拟软件控制。直流马达使用预置模式（5HP24v1750rpm），它是风扇型模拟负载（负载谈话和速度的平方比例）。电动机的电压从0到240V，在一个周期脉冲发生器中指定的（碎片）从0到100%不同。第3章双闭环调速系统的具体设计说明3.1双闭环直流调速系统总体设计方案1.供电方案选择：变压器速度是直流调节系统的主要方法，调整电动机供电电压所需的电源一般有三种：旋转电流单元、停止控制整流器、直流转换器和脉搏宽度调制器[2]，旋转电流部门称之为G-M系统，交流由电流和直流发电机组成，可以调节直流电压，速度调节要求不高，适用于要求逆行的系统，设备多，体积大，费用高，效率低，不方便维持，使用可停止的控制整流器是。例如，使用使用水晶门电极管的控制整流器，获得可调节的直流停止控制整流器。这也被称为V-M系统电压，在触发器上调整GT的控制电压，移动触发器脉冲的位相，在Ud上发生变化，调节柔和的速度，控制作用的高速性突出，提高系统的动态性能，直流调杆和脉冲宽度调制开关使用PWM向直流或无法控制的整流电源供电，利用直流杆或脉冲宽度调制变频器产生可变的平均电压，仅限于设备的各个量，适用于输出系统，根据该设计的技术要求和特点选择V-M系统。在V-M系统中，当执行器施加电压时，可以简单地改变移动触发GT的输出脉冲的地位，因为直流电压的脉动小，所以使用三相整流电路，考虑到简化电路，满足经济和性能的要求因此，选择三相电力控制桥整流器供电方案，三相桥整体控制整流电压的脉动频率高于三相半波，所需的平波电阻减量相应减少一半，这是三相桥整流电路的一大优势。晶门电极管控制整流器，无噪音，无磨损，反应快，体积小，重量轻，投资性强，工作可靠，能耗小，效率高.而且发动机容量大，电流脉动小，再次也就是说，选择并使用三相电力控制交流电路的电力供应方案。2.总体结构选择电动机规定的电压为220V，以确保供电质量，用三相减压变压器降低电源电压。为了避免第三次谐波引起的电源干扰，主变压器连接到D/Y.为了简化线路，由KC04组成的6脉冲集成触发电路的选择是可靠的，体积小。因为要求速度调节的精密度，所以良好为了获得静态和动态性能，选择旋转速度和电流双闭环的速度调整系统，两个调整器使用PI调整器限制和保护电流反馈，当发生故障电流时使用快速保险丝。切断其中，闭环调速系统采用减压调控方式，女子绕组要保持一定水平。女子绕组可通过三相不控制桥整流电路供电，电源可从主变压器的第二方面引入，旋转速度、电流双封闭速度调整系统的原理图如图3.1所示。图3.1双闭环调速系统的原理图3.2主电路设计与参数计算直流速度调节系统由输精管直流电动机组成的主要电路部分包括交流电源、输精管可控制的整流器、同步6脉冲触发、移动控制部分、电机等几个部分，在电源进入主电路之前，首先连接空气开关，并将主保护电路，随着整流变压器的T电压下降，电源由380V（AC）变为220V（AC），通过各上高速保险丝连接到方路管全教工整流电路，这三个熔断器主要保护晶体栅极管，用作电流保护装置变压器在第一批和第二批和电压保护方面也采用了耐吸收保护电路。工业用供电电压为AC380V，电动机规定电压为220V，需通过高压变压器达到系统要求；本设计采用直流马达，请通过整流电路将直流电压设定为连续直流电压；为了避免对电源的干扰，整流变压器采用了连接到D/Y-11的3相电源控制桥方式。U2是一个重要参数，太低不能保证出口额定电压，选择大的慢角随着阿尔法增大，功率因数下降，整流部件的耐压增加，安装成本增加，二次上电压计算比较准确为此，应考虑以下因素。（1）最小控制角min.一般可逆传动系统min采用30-35的范围。（2）电网电压发生变动，通过规定的电网观察5%的变动（10%是在电网电压最低的情况下确保最大电流出口电压考虑到普通波动系数0.9（3）变压器泄漏导致的交换压力下降（4）电容器或整流二极管正常电压下降U1.电路特性是将在栅极电极上触发和提供电流的电路称为触发电路，触发电路分为异常触发和零触发，异常触发改变各循环的导向点或控制角，以改变出口电压和功率为目的。实现，过载触发器在设定时间间隔内改变沟通频率，实现电压和功率的控制，本设计应满足以下要求：输出（电压和电流）触发触发触发电路发出的触发信号对晶体门和阴极起作用，触发脉冲要有一定的宽度，脉冲传单要尽可能陡峭，部件沟通后发生阳极电流，快速上升电流就会流动触发脉冲必须与网关的阳极电压同步，脉冲移动范围必须满足电路要求。3.3直流调速系统的保护晶体栅极管具有易交换且无噪音的优点.设计晶体栅极管电路除了精确选择晶体管栅极管的额定电压、额定电流等参数外，还应采取必要的过电压、过电流保护措施要醉，正确的保护是阀门能否正常运转的关键[31-33]。由于无法从根本上消除电压的根源，只能在安全限度内抑制过电压的幅度。这是保护过电压的基础思想，抑制电压的方法只有三种，在非先行部件中限制电压宽度，通过抵抗消耗产生电压的能量，通过能量储存所吸收产生电压的能量在实际应用中，总是根据需要在电路的其他部分选择不同的方法，在同一部分同时使用两种不同的保护方法，分为过电压保护部位，交流侧过电压保护、直流侧过电压保护、设备两端过电压保护三种有。1.交流侧保护电源变压器的第一侧突然踩刹车，突然切断变压器的女电流。铁心的磁铁在短时间内发生了很大的变化。变压器的第二次感应发生高瞬时和电压。这种过电压可以用电阻来保护，电容器两侧的电压不能突然变化，可以限制变压器的二次电压变化率，限制瞬时电压上升的等级，电容器可以限制变压器铁芯的磁能转化为电容器，串联电阻可消耗部分能量来抑制LC电路的振动。（1）安装在变压器侧挡板上的变压器侧挡板电路2.直流侧过电压保护如果将马达设定为负载，电流装置的直流侧也会产生电压，设置在直流端的高速开关突然切断超负荷电流，电源变压器中储存的能量释放也会产生电压，交流方面的过电压保护是抑制过电压的虽然起作用，但过载时变压器的保存能量比空载时大。这种过电压通过通栅管反映在直流侧，减压电阻是非线性电阻，具有相反的急复案特性，抑制过电压能力强，反应速度快，自身体积小，目前比较好的过电压保护部件她的主要缺点是持续的平均功率很少。3.4控制电路设计在控制系统中，如果按比例进行调整，系统就会有稳定、充分的稳定引导，达到稳定性能满足、稳定速度消除的阶段，即比例放大器的反馈控制封闭速度系统将加快步伐，进速调整系统，比例积分调整器的封闭速度调整系统是非正常调控系统，由PI组成的单转数闭环直流调速系统在系统稳定的前提下实现了旋转速度的无政府差，但是在系统动态性能上如果要求高，就不能满足单一封闭系统。例如，需要急刹车，负荷突然发生，动态快速下降，在允许条件下，为了最快的运行，维持电流最大值的恒定流动过程很重要，根据反馈控制规律，如果某个物理量的负面影响通过V反馈，这一量几乎不会改变，使用负电流反馈可以获得类似的恒定电流过程，系统提供两个调整器，分别起到旋转速度和电流两个负面反馈的作用，分别调节旋转速度和电流。即，分别引入旋转速度的负面反馈和电流负面反馈，夹在两者之间（或串联）。旋转速度调节器的输出是电流调节器的输入，通过电流调节器的输出控制电力电子转换器做。设计多环控制系统的一般原则是从内部环节逐步向外扩展到一个环节，这部分的设计首先从电流环开始，先设计电流调节器，然后将整个电流环作为调节旋转速度系统的一环设计旋转速度调节器。第4章调速系统的仿真本次系统模拟使用目前流行的控制系统模拟软件MATRAB，将控制系统模拟为计算机的主要方法有两种，一种是基于控制系统的传递函数，使用MATRAB的Simprink工具箱因此，进行计算机模拟研究，另一种是以控制系统为对象的电气原理结构图，利用功率System工具箱模拟速度调节系统的新方法，本系统模拟采用以前的方法[34]。4.1MATRAB简介和调速系统仿真模型的建立MATRAB是一个数据处理、图像处理、方便的交互程序。Windows程序设计等工具，提供图像信号处理、自动控制、电力、生物医学工学、语音处理信号分析、雷达工学、振动理论、顺序分析和建模、化学统计学、应用于优化设计等领域，是一款在许多科学研究和工程师中都很受欢迎的工具软件[35-37]。MATRAB最突出的特点是简洁，MATLAB更直观，更符合人们的思维方式和习惯，取代了C和FORTRAN语言的冗长代码，MATRAB带给用户最直观、最简洁的程序开发环境MATRAB有以下特点：（1）语言简洁缜密，使用方便，灵活性强，库函数丰富（2）运算丰富（3）MATLAB结构化控制门（如for循环、while循环、具有break语法和if语句，具有针对对象进行程序设计的特性（4）程序限制不严格，程序设计自由度大（5）程序移植性很好，基本上不修改的话，各种类型的电脑和运营可以在系统中运行，（6）MATRAB的图形功能很强。（7）MATRAB的缺点是，与其他高级程序相比，程序的运行速度较慢。因为MATRAB程序不进行编译等事前处理，不制作可执行的文件，所以程序因为是解析执行，所以速度较慢。（8）功能较强的工具盒是MATRAB的另一个特点。（9）源程序的开放性。开放性可能是MATRAB最受欢迎的特点。旋转速度、电流双封闭直流速度调节系统的主要电路模型主要由交流电源、同步脉冲起始器、晶体栅极管、平波电阻器、直流电动机等组成，旋转速度、电流双封闭系统控制电路由给定环、ASR、ACR、电流包括反馈、速度反馈等，基于旋转速度、电流双封闭型直流速度调节系统的原理度及计算参数，在MATRAB模型窗口下构建双封闭型直流速度调节系统的MATRAB/SIMULINK动态模拟模型。4.2直流电机H桥关于H桥的驱动的设计4.2.1H桥驱动电路以下是典型的直流电机控制电路，电路名为“H桥牌驱动器”的原因与字母H相似，4个三极管由H的4个垂直桥组成，电机在H中。如图所示，H布里奇电机的驱动电路包括4个3极管和1个电动机，启动马达必须通过对角线上的1对3极管，根据不同三极管的连接情况，电流从左到右或右向左移动，可以控制发动机的方向。图4.1H桥驱动电路要启动马达，必须通过对角线上的1对3极管，如图所示，Q1管和Q4管连接后，电流从电源两极经过Q1，从左到右通过马达，经过Q4返回电源阴极。如电流箭头所示，流动的电流使驱动马达顺时针方向旋转，当3极管Q1和Q4通过时，电流从左向右流动，驱动马达向特定方向旋转（发动机周围的箭头是顺时针方向）。图4.2H桥电路驱动电机顺时针转动如下图所示，当另一对TriplexQ2和Q3通过时，电流从右向左流动，当3极管Q2和Q3通过时，电流从右向左流动，驱动马达向另一方向旋转（发动机周围的箭头）逆时针方向）。4.2.2使能控制和方向逻辑驱动马达时，最重要的是防止H腿上两个相同侧面的3极管同时通过，3极管Q1和Q2同时连接，电流从两极通过2个3极管返回阴极，此时电路无3极管以外的负载因此，电路的电流达到最大值（该电流仅限于电源性能），有时还会破坏三极管[38-40]。基于上述原因，在实际驱动电路中，一般要利用硬件电路简单控制三极管的开关。基于此创意的改进电路如下：在基本的H桥牌电路中添加了4个文科2个门。将4个文科相同的“能”连接到沟通信号上，通过这个信号控制整个电路的开关。两个非人桶提供了8个方向，无论何时H桥的同一只脚只能带动3个极管。图4.3有控制方向和逻辑性的H桥电路以上方法有三个信号控制电动机的运行，两个方向的信号和一个能量信号，DIR-L信号为0，DIR-R信号为1，能信号为1时，通过三极管Q1和Q4，电流从左向右流动的电动机（见下图），DIR-L信号为1，DIR-R信号为0时，Q2和Q3通过，电流逆向流动。图4.4从左向右流动的电动机电路信号和方向信号的使用在实际使用时很难用分离部件制造H桥。幸好现在市场上有很多包装的H桥集成电路。电源、发动机、您可以连接控制信号，使用在规定的电压和电流上非常方便，例如L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。4.3仿真的模拟这个例子是为了模拟从稳定状态开始的整体状态和初始化。当240V的电流流动时，经过Q1、Q2、Q3、Q4、Q1和Q4，马达运转。连接Q2和Q3导轨后，发动机反转，可以根据发动机的反转速度进行研究的电动机。速度.将用于力量转换应用程序的两极晶体管（BJT）用作IGBT。打开该开关时（BJT在饱和区域运行）Vf的集电极和发射极之间发生正电压（在1伏范围内）。因此，IGBT的块在双极晶体管可用于设备建模，该IGBT模块不模拟栅极电流控制BJT或IGBT，开关由一个简单链接的信号（1/0）控制，DC马达使用预设模型（5马力24V1750旋转），它使用风扇类型的负荷仿真将负载谈话和速度设为十大平方，0到240伏的公费（脉冲发生器块指定）从0变为100%，可以改变电动机的平均电压。H桥牌由四个BJT/二极管对（BJT以IGBT模型建模）组成，两个晶体管同时通话，当Q1、Q4、Q2、Q3、Q1和Q4被传送时，当正电压被电动机和二极管施加时，Q1和Q3被关闭，以D2-D3运行。Q2和Q3被解除。如果负压对电机和二极管造成危害，Q2和Q3会切断D1-D4，连续进行2极管作业。马达从占公费75%的正方方向开始（平均180V的直流电压）.t=0.5秒.转子电压突然反转，发动机向负方向移动。Scope1表示电机的旋转速度，电子电流和负载谈话，Scope2表示BJTQ3和二极管D3中流动的电流。图4.5电流图4.4仿真的分析电机所产生的波形的分析，我们可以从仿真图得到电机速率运行的波形图图4.6电机的运行速率波形图该图为上下马达的旋转速度、马达电流和负载谈话的波形图，一级波形为马达转数波形、T=0开始时马达平均以180V的电压运行，Q1和Q4通过，马达开始向正方形旋转，旋转1000圈后达到最大旋转速度。T=0.5秒，电枢电压反转。Q1和Q4OFF，Q2和Q3的沟通，发动机的旋转速度0.5秒左右，发动机的旋转速度为0开始旋转。旋转1000圈时最大转数。2段波形为电枢电流波形，T=0时马达平均以180V的电压运行，通过Q1和Q4向电动机的正确方向供电，当电流达到40A左右时，到达最大电流后逐渐下降到10A左右。T=0.5时，电动机的电压开始逆方向旋转。Q1和Q4的连接断开，直到Q2和Q3的连接变成反电流，第三阶段是负载谈话波形，T=0开始后，发动机平均以180V的电压运行，Q1和Q4通过，发动机开始向正确的方向旋转，旋转速度逐渐增加，负荷谈话也逐渐增加，达到最大转数后负荷谈话也最大。5前稳定，T=0.5秒后，电枢电压反转，Q1和Q4OFF，Q2和Q3的沟通，发动机的旋转速度0.5秒左右，发动机的旋转速度为0开始旋转，负载谈话达到最大电流时电流变小，因此，负载谈话逆旋转速度变小的幅度变慢，成为最大逆负荷谈话。通过调整电机电压的大小和方向，可以调节直流电动机的速度。4.5仿真结果运行模拟模型，以规定的旋转速度和公转运行，进行制动时输出旋转速度n（t）和管反馈电流i（t）的波形图，进入给定电压时，系统进入人员运行过程中，旋转速度为0到最大旋转速度增加，系统调节作用中旋转速度持续下降到规定的转数，达到一定数值后反弹，最终达到规定转数，制动过程与运行过程相反。图4.7起、制动时转速n(t)波形图当电网发生电压紊乱时，过程是电网电压变动-速度变化-负速度恢复，双闭环速度调整系统将电网电压干扰加到电流闭环内，由于电流调节器的作用，电网电压干扰的旋转速度变化不需要事先调整，电流变化后通过电流循环进行调整，旋转速度一般不明确，这表明对电力网的电压和电流循环道路具有强烈的干扰耐性。根据模拟结果，它非常接近理论分析的波形，分析模拟的结果，操作过程的第一阶段是电流上升阶段，进入规定电压时ASR的输入功率迅速上升，电流急剧上升，接近最大值，第二阶段在《ASR》中，ASR处于饱和状态，转数环处于开放状态，系统是根据静电类规定的电流调节系统，电流基本不变，通过拖拽系统保持一定的速度，实现转速线性增长。第二阶段，旋转速度达到给定值，旋转速度调节器的供给和反馈电压的均衡，输入的偏差为0，但由于点作用，出口较大，产生过冲，旋转速度过快后，ASR输入端产生负电压发生，从饱和状态中退出，进入线性调整阶段，保持一定的旋转速度，实际模拟结果大体上反映了这一点，在MATRAB的模型窗口中，对旋转速度电流双封闭系统进行建模和模拟，分析系统出口的结果如下。（1）利用旋转速度调节器的饱和特性，使系统保持一定的最大容许电流，并在可能的时间内确立旋转速度，调节饱和速度，实现系统流程。（2）由于构成无政府车系统，在受到负荷转换或配电的电压变动等干涉的情况下，维持系统的固定出口。（3）旋转速度电流双封闭环系统可以克服负荷变化和栅极电压变动等混乱，特别是在电流环内，不发生电机旋转速度的变动，在电流环内作业的情况较多。结论本文设计的旋转速度和电流双封闭速度系统可以通过PID控制器来调节电机的运行和速度，运用自动控制原理、电力电子技术、自动控制原理等讲义内容，熟练掌握了一种功能强大的专业软件在老师的指导，朋友的帮助和努力下，我的旋转速度，电流双废电路速度系统在MATRAB成功完成了建模和模拟，完成了这个课题，强化了专业知识，提高了设计能力，并学习了使用Matlab功能的强大软件，在那里学习了模型本次设计是通过MATLAB程序制作的SIMULINK和数学模型，不仅是MATLAB/SIMULINK软件，设计要求和测试目的也基本完成，通过模拟图形，H桥牌直流实现了电动机的速度调节，试验也有很多困难，例如传递函数的简化、数据选择错误、设定问题等，在老师和朋友的帮助下，问题终于得到了解决，软件和个人的专业知识水平有限，只实现了相对简单的速度调节系统，所以我在以后的职场生活中，提出了更高的要求和更深