转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计

转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计

摘  要

本次设计的主要内容是用仿真的方法实现调速。近几年已经都有包含了电力电子器件和电机的模型，可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。本设计在电力电子和电力拖动控制系统的仿真就是在MATLAB/SIMULINK环境下，主要使用电力系统模块库和SIMULINK两个模块库进行。它为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效，也是学习电力电子技术和电力拖动控制系统的重要手段。为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈。我们采用频域方法初步设计了闭环直流调速系统，给出了直流调速系统框图、参数计算方法与结果，并运用MATLAB/SIMULINK对系统进行了仿真。通过仿真，调节各项参数，得到了比较理想的结果。仿真表明，这种采用频域初步设计和系统仿真相结合的转速闭环直流调速系统的设计方法，方便获得系统良好的动态性能和控制效果，从而使直流调速系统的设计和调试变得更简单、经济、方便。

关键字：电流截止，调速系统，仿真

目  录

1  绪论 1

1.1 调速系统的发展概况 1

1.1.1 直流调速系统简介 2

1.1.2 直流调速系统的类型 3

1.1.3 闭环系统的主要控制环节 3

1.2 仿真工具的简介 4

1.2.1 MATLAB的概论 4

1.2.2 SIMULINK的基本模块 4

1.2.3 电力电子模块库 5

2 转速闭环控制的直流调速系统的设计 9

2.1 转速闭环调速控制系统 9

2.1.1 转速闭环调速控制系统设计意义 9

2.1.2 转速闭环调速控制系统要求 9

2.1.3 转速控制的要求及调速指标 10

2.1.4 转速负反馈系统的问题 12

2.2 单闭环控制系统的电流截止负反馈 12

2.2.1 电流负反馈基本原理 12

2.2.2 带有电流截止环节的电流负反馈 14

2.2.3 带电流截止调速系统的静特性 16

2.2.4 自动调速系统的检测装置 18

3 带电流截止负反馈的直流调速系统的仿真 20

3.1 带电流截止负反馈的直流调速系统的建模 20

3.2仿真结果比较 26

结  论 28

致 谢 29

参考文献 30

附录 31

附录A 31

附录B 36