基于MATLAB的双闭环直流调速系统的仿真

2015 届本科毕业设计基于 MATLAB 的双闭环直流调速系统的设计与仿真院 (系) 名 称 物理与电子信息学院专 业 名 称 电气工程及其自动化(过程控制方向)学 生 姓 名 赵晓东学 号 110544138指 导 教 师 苗锋讲师完 成 时 间 2015 年 5 月 5 日基于 MATLAB 的双闭环直流调速系统的设计与仿真赵晓东物理与电子信息学院 电气工程及其自动化(过程控制方向)专业 学号：110544138指导教师：苗锋摘要：电机是一种将电能转换为机械能的动力装置，现已广泛应用于工业、农业、交通运输、国防工业等各个领域。而电动机的调速性能，对于提高产品质量、提高劳动生产率、节约电能等方面有着直接的决定性的影响。所以研究电机的调速控制的先进理论和技术，不仅满足工业生产的要求，而且能提高能源的利用率。基于上述原因，本文利用 MATLAB 软件中的 Simulink 工具箱，构建电机调速系统的仿真模型，对调速方法的仿真实现、性能分析和算法设计等方面进行研究。首先以开环直流调速系统为研究对象，对典型的开环直流调速系统进行理论分析，讨论开环调速系统的缺陷；其次，讨论分析了单闭环直流调速系统的调节性能和稳定性；最后以双闭环直流调速系统为研究对象，设计一种基于 MATLAB 与 Simulink 环境的双闭环直流调速系统的仿真平台。通过相关性能分析以及双闭环调速调速系统的仿真分析，证明了双闭环控制方法的实用性和有效性，双闭环能得到比较理想的调速效果。关键词：直流电机；开环；单闭环；双闭环；SimulinkBase on MATLAB Simulation DC Motor Speed And Current Control System designZhao Xiao-dongPhysics and Electronic Ination Electrical Engineering and Automation(Process Control direction)No: 110544138Tutor: Miao Feng Abstract: Motor is a power device which convert electrical energy into mechanical energy, it is now widely used in industry, agriculture, transportation, and defense industries. The speed perance of the motor can improve product quality,increase productivity,save energy and has a decisive impact. Therefore, studying about the motor speed control advanced theory and technology, not only can meet the requirements of industrial production, but also improve energy efficiency.So in this paper, I used MATLAB toolbox Simulink software to build simulation model of the motor speed control system, which is a variety of intelligent speed simulation of implementation, perance analysis and algorithm design and other aspects of the in-depth study. Firstly, studying an open-loop DC speed control system, analysising the s of a typical open-loop DC speed control system simulation; secondly, I established the simulation model of single closed loop DC system and made stability analysis; at last, studying the double closed loop DC system and designing environment based on MATLAB and simulink simulation plat double Loop DC speed Control System. Through the results and related perance analysis proved the practicality and effectiveness of dual-loop control , but also verify the perance of the dual-loop control system, dual closed-loop speed control can get an ideal results.Key words: DC motor; Open Loop; Closed Loop; Dual-loop; Simulink目 录1 引言 .11.1 直流电机调速系统控制 11.2 直流电机调速系统的研究现状 11.3 直流调速系统的计算机仿真 31.3.1 MATALAB 仿真 .31.3.2 Simulink 模块 31.4 本设计的主要研究内容 62 开环直流调速系统 .62.1 开环调速系统的总体框图 62.2 开环调速系统的工作原理 62.3 开环调速系统存在的问题 73 单闭环直流调速系统 .73.1 单闭环调速系统的总体框图 73.2 单闭环调速系统的工作原理 73.3 单闭环调速系统存在的问题 84 转速、电流双闭环直流调速系统 .94.1 双闭环调速系统的总体框图 94.2 双闭环调速系统的工作原理 94.3 双闭环调速系统的调速指标 104.3.1 静态性能指标 .114.3.2 动态性能指标 .124.4 双闭环调速系统的设计思路 124.5 转速、电流调节器的设计 134.5.1 调节器结构的确定 .134.5.2 电流调节器的设计和校验 .144.5.3 转速调节器的设计和校验 .154.6 单元模块的设计 174.6.1 晶闸管元件的选择 174.6.2 整流变压器的设计 184.6.3 平波电抗器的设计 195 双闭环直流调速系统的仿真 .215.1 双闭环调速系统的仿真模型 215.2 系统的建模和模型参数设置 235.3 仿真结果输出及分析 256 总结 .267 致谢 .27参考文献 .271 引言电机与电能的生产