【正文】 pment 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(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制根據(jù)電機(jī)使用的電源不同，可以分為交流電機(jī)和直流電機(jī)兩大種類。盡管在很多情況下，當(dāng)我們考慮系統(tǒng)的某些現(xiàn)象時(shí)，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(duì)線性模型開展研究。目前，國(guó)外主要電氣公司，如瑞典的ABB公司、德國(guó)的西門子公司、日本的三菱公司、東芝公司、美國(guó)的GE公司等，均已開發(fā)出數(shù)字直流調(diào)速裝置，有成熟的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模版化的應(yīng)用產(chǎn)品供選用。取得令人滿意的動(dòng)靜態(tài)性能效果，具有很強(qiáng)的魯棒性和自適應(yīng)性，為無刷直流電機(jī)的智能控制提供了新的理論依據(jù)。近年來，交流電機(jī)的控制技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。歸納目前大量應(yīng)用的調(diào)速控制系統(tǒng)，并對(duì)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求進(jìn)行全面分析之后，我們可以總結(jié)出下列發(fā)展趨勢(shì)：(1)高頻化。(4)智能化。MATLAB軟件由于其強(qiáng)大的功能，早己被廣泛運(yùn)用于控制系統(tǒng)的計(jì)算、分析和設(shè)計(jì)當(dāng)中，成為一種必需的工具。這種方式建模依據(jù)系統(tǒng)各部分的傳遞函數(shù)直接建模，運(yùn)行仿真的時(shí)間一般很短，往往在一兩秒之間即出結(jié)果，非常快捷。(3)加、減速控制。在SIMULINK中，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模將變得非常簡(jiǎn)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(shù)，并且立即可以得到修改后的仿真結(jié)果。正式由于Simulink的這兩大功能和特色，使它成為仿真領(lǐng)域首選的計(jì)算機(jī)環(huán)境。2．測(cè)量模塊組測(cè)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。5所示。面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖的仿真方法步驟如下：首先以調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理結(jié)構(gòu)圖為基礎(chǔ)，弄清楚系統(tǒng)的構(gòu)成，在電力系統(tǒng)(Power System)和Simulink模塊庫中找出對(duì)應(yīng)的模塊，按系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模；參數(shù)設(shè)置，在完成各環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置后，然后對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)組成環(huán)節(jié)進(jìn)行元件進(jìn)行仿真參數(shù)的設(shè)置；最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果分析。建模與參數(shù)設(shè)置的基本原則和方法如下：(1)系統(tǒng)建模時(shí)，將其分成主電路和控制電路兩部分分別進(jìn)行。2．2．1主電路的建模和參數(shù)設(shè)置開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路由三相對(duì)稱交流電壓源、晶闌管整流橋、平波電抗器、直流電動(dòng)機(jī)等部分組成。由此可得到三相對(duì)稱交流電源。(4)直流電動(dòng)機(jī)的建模和參數(shù)設(shè)置。6脈沖觸發(fā)器可從附加控制(Extras Control Blocks)子模塊組獲得。3所示。仿真中所選擇的計(jì)算方法為ode23s(2階Rosebrock算法)、由于實(shí)際系統(tǒng)的多樣性，不同的系統(tǒng)需要采用不同的仿真算法，到底采用哪一種算法，可通過仿真實(shí)踐進(jìn)行比較選擇；仿真Start time一般設(shè)為0；Stop time根據(jù)實(shí)際需要而定，一般只要能夠仿真出完整的波形就可以了。3．1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路模型由交流電源、同步脈沖觸發(fā)器、晶閘管整流橋、平波電抗器、直流電動(dòng)機(jī)等部分組成。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。(3)在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。如圖3．4所示，給定環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)為210rad／s，電流反饋系數(shù)設(shè)為o．1；速度反饋系數(shù)設(shè)為l。突加給定電壓，ASR的輸入很大，其輸出很快達(dá)到限幅值，電流也很快上升，接近其最大值。本章介紹了一種基于MATLAB與Simulink環(huán)境仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的方法，該方法利用MATLAB平臺(tái)完成數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和計(jì)算處理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以準(zhǔn)確直觀地分析轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程及動(dòng)態(tài)抗擾性能，可方便地設(shè)計(jì)各種不同的調(diào)節(jié)器參數(shù)及控制策略并分析其對(duì)系統(tǒng)性能的影響，取得了很好的仿真效果。第三階段，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值后，轉(zhuǎn)速節(jié)器的給定與反饋電壓平衡，輸入偏差為零，但是由于積分的作用，其輸出還是很大，所以出現(xiàn)超調(diào)。圖3．7描述了ACR調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)置情況，ASR調(diào)節(jié)器的參數(shù)設(shè)置情況與此類似。(2)在具體設(shè)計(jì)某個(gè)單閉環(huán)時(shí)，可按照下列步驟進(jìn)行：①進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)圖變換和實(shí)際系統(tǒng)的近似處理；②確定將實(shí)際系統(tǒng)校正成一類典型系統(tǒng)及進(jìn)行調(diào)節(jié)器類型的選擇；③選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù)；④計(jì)算調(diào)節(jié)器的電路參數(shù)：⑤設(shè)計(jì)校驗(yàn)。圖中％R(s)和‰R(J)分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。雙閉環(huán)系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器(ACR)[28】，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，兩者實(shí)行串級(jí)連接，且都帶有輸出限幅電路。轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)值較大。2．2．2控制電路的建模和參數(shù)設(shè)置開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制電路只有一個(gè)給定環(huán)節(jié)，在輸入源模塊組中選取“Constant”模塊，并將模塊標(biāo)簽改為“給定信號(hào)”，將參數(shù)設(shè)囂為某個(gè)值，此處設(shè)為50。同步電源與6脈沖觸發(fā)器及封裝后的子系統(tǒng)符號(hào)如圖2．8所示。直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置如圖2．7所示。首先在電力電子模塊組中選取“Universal Bridge”模塊，并將模塊標(biāo)簽改為“晶閘管整流橋”；然后對(duì)SCR整流橋進(jìn)行參數(shù)設(shè)置如圖2．5所示。所以將觸發(fā)器歸到主電路進(jìn)行建模。若仿真結(jié)果理想，可認(rèn)可這些設(shè)置的參數(shù)；若仿真結(jié)果不理想，則通過這些仿真實(shí)驗(yàn)，不斷進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，最后確定其