【正文】 工業(yè)生產過程的日趨復雜化，系統(tǒng)不可避免地存在非線性，如機器人系統(tǒng)、紡織過程等。從控制技術的角度來看，又是近年發(fā)展迅速的交流調速系統(tǒng)的基礎。使用MATLAB軟件對電機調速系統(tǒng)進行仿真分析和設計，可以大大縮短控制系統(tǒng)的算法設計開發(fā)周期，有利于選擇最佳參數和設計最合理的系統(tǒng)方案。電動機的調速性能，對于提高產品質量、提高勞動生產率、節(jié)省電能方面有著直接的決定性影響。研究電機調速控制的先進理論方法和技術，不僅可以滿足工業(yè)生產的實際要求、而且能夠提高能源的利用效率，為國民經濟的發(fā)展做出重要貢獻。 AbstractAs the driving force equipment changing electric energy into mechanical energy,the motor has been broadly used in many fields such as industry,agriclature，nationaldefence，military affairs and traffics．Its performance of speed regulation is importantand decisive to improving product quality,labor efficacy,saving electric energy,andSO on．Researches on advanced theories，methods and technologies of motor speedcontrol system，can not only satisfy the practical need of industry production，but alsoimprove the efficiency of source utilizing，and make important contribution to thenational economy．MATLAB is the popular simulated software of controlling system．Dut to thepowerful function，it has bee the necessary tool for calculation，analysis anddesign of controlling system．Using MATLAB to simulate，analyze and design variousmotor speed regulation systems，Call shorten developing period，and is beneficial toselecting the most suitable parameters and schemes of systems．第1章緒論1．1電機調速系統(tǒng)控制根據電機使用的電源不同，可以分為交流電機和直流電機兩大種類。目前，直流調速系統(tǒng)是自動調速系統(tǒng)的重要形式，特別是基于數字采集和計算機控制的直流調速系統(tǒng)應用廣泛，控制算法直接影響到控制系統(tǒng)的性能。盡管在很多情況下，當我們考慮系統(tǒng)的某些現(xiàn)象時，可以用系統(tǒng)的線性模型來代替系統(tǒng)的非線性模型，然后，對線性模型開展研究。由于直流電機可以分別控制勵磁電流和電樞電流，因此能實現(xiàn)對磁通和轉矩的完全解耦控制。目前，國外主要電氣公司，如瑞典的ABB公司、德國的西門子公司、日本的三菱公司、東芝公司、美國的GE公司等，均已開發(fā)出數字直流調速裝置，有成熟的系列化、標準化、模版化的應用產品供選用。為了提高調速系統(tǒng)的性能，研究工作者對晶閘管觸發(fā)脈沖的控制算法作了大量研究。取得令人滿意的動靜態(tài)性能效果，具有很強的魯棒性和自適應性，為無刷直流電機的智能控制提供了新的理論依據。交流電機變頻調速時需要進行電壓和頻率的協(xié)調控制，有電壓和頻率兩種獨立的輸入變量，如果考慮電壓是三相的，實際的輸入變量數目還要多。近年來，交流電機的控制技術取得了突飛猛進的進展。1985年德國魯爾大學的DePenbrock教授首先提出直接轉矩控制理論(DirectTorqueControl簡稱DTC)[13】，其控制結構簡單，便于實現(xiàn)全數字化，目前正受到各國學者的重視。歸納目前大量應用的調速控制系統(tǒng)，并對技術發(fā)展和應用需求進行全面分析之后，我們可以總結出下列發(fā)展趨勢：(1)高頻化。隨著交流調速系統(tǒng)成本的逐步降低，不僅現(xiàn)有的直流調速系統(tǒng)將被交流調速系統(tǒng)取代；而且，大量的原來恒速運行的交流傳動系統(tǒng)將被改為交流調速系統(tǒng)，原來直流調速所不能達到的高轉速、大功率領域，也將采用交流調速系統(tǒng)。(4)智能化。系統(tǒng)仿真就是用模型(物理模型或數學模型)代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究，而計算機仿真能夠為各種實驗提供方便、廉價、靈活可靠的數學模型。MATLAB軟件由于其強大的功能，早己被廣泛運用于控制系統(tǒng)的計算、分析和設計當中，成為一種必需的工具。研究者們可以通過仿真實現(xiàn)各種算法的控制器設計，利用仿真還可以優(yōu)化系統(tǒng)參數。這種方式建模依據系統(tǒng)各部分的傳遞函數直接建模，運行仿真的時間一般很短，往往在一兩秒之間即出結果，非常快捷。1．1．3調速控制系統(tǒng)的技術指標不同的生產機械，因生產工藝的不同，對電機調速控制系統(tǒng)的性能指標要求也有所不同，歸納起來有下列三個方面：(1)調速。(3)加、減速控制。目前的SIMULINK不僅可以進行線性系統(tǒng)仿真，也可以進行非線性系統(tǒng)仿真，既可以實現(xiàn)連續(xù)時間系統(tǒng)仿真，也可實現(xiàn)離散時間系統(tǒng)甚至混合連續(xù)一離散時間系統(tǒng)的仿真，它還支持多制采樣率的系統(tǒng)仿真；此外，SIMULINK能夠用MATLAB本身的語言、C語言或是FORTRAN語言，根據S函數的標準格式寫成用戶自定義的功能模塊。在SIMULINK中，對系統(tǒng)進行建模將變得非常簡單，而且仿真過程是交互的，因此，可以很隨意地改變仿真參數，并且立即可以得到修改后的仿真結果。運用MATLAB中的電力系統(tǒng)模塊庫(Power System Blockset)[可以將電氣傳動控制系統(tǒng)設計所需要的復雜算法和先進控制理論相結合，因此運用MATLAB／SIMULIK來建立準確而有效的調速仿真模型是非常有必要的。正式由于Simulink的這兩大功能和特色，使它成為仿真領域首選的計算機環(huán)境。Tables)、數學運算模塊組(Math)、非線性系統(tǒng)模塊(Nonlinear)、信號與系統(tǒng)模塊組(Signalsamp。2．測量模塊組測量模塊組包括電壓表(Voltage Measurement)、電流表(Current Measurement)、阻抗表(Impedance Measurement)、多用表模塊組(Multimeter)和各種附加的子模塊組等基本模塊。單個元件的參數設置在串聯(lián)或并聯(lián)分支中是不同的，具體設置見表1．1。5所示。圖1．9是離散型附加控制予模塊組所包含的模塊圖標。面向電氣原理結構圖的仿真方法步驟如下：首先以調速系統(tǒng)的電氣原理結構圖為基礎，弄清楚系統(tǒng)的構成，在電力系統(tǒng)(Power System)和Simulink模塊庫中找出對應的模塊，按系統(tǒng)的結構進行建模；參數設置，在完成各環(huán)節(jié)的參數設置后，然后對系統(tǒng)中的各個組成環(huán)節(jié)進行元件進行仿真參數的設置；最后對系統(tǒng)進行仿真實驗和仿真結果分析。在控制快速性方面，交流機組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，大大提高系統(tǒng)的快速性。建模與參數設置的基本原則和方法