【正文】 調速技術的發(fā)展和應用開辟了道路。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。另外，姚勇濤等人【5】依據系統(tǒng)或環(huán)節(jié)的輸入輸出特性，應用最小二乘法，提出了直流電動機及直流調速系統(tǒng)的參數辨識的方法，所獲得的參數具有較高的精度，方法簡便易行。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。科研單位、大專院以及企業(yè)單位等，都在研究開發(fā)高性能的直流電機調速系統(tǒng)裝置。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。但是，由于直流電機中機械換向器的存在，導致直流電機中存在顯著的換向電流和速度限制，這使得直流電機難以應用于腐蝕性比較強和易燃易爆的場合。由于直流電機可以分別控制勵磁電流和電樞電流，因此能實現對磁通和轉矩的完全解耦控制。人們必須建立真實系統(tǒng)的非線性模型來代替簡單容易處理的線性模型。盡管在很多情況下，當我們考慮系統(tǒng)的某些現象時，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。然而，交流電機與直流電機相比，具有種種優(yōu)點，如結構緊湊，便于安裝維護等，因此交流電機驅動系統(tǒng)在工業(yè)中得到了越來越廣泛的應用，并且近年來它一直是國外很多大公司、大學研究開發(fā)的熱點。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。在許多工業(yè)部門，如軋鋼、礦山采掘、紡織、造紙等需要高性能調速的場合得到廣泛的應用。 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。由于其強大的功能，已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。直流電動機智能調速仿真研究摘要電動機作為把電能轉換為機械能的動力設備，已被廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、國防軍事、交通運輸等各個領域。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。MATLAB是目前流行的控制系統(tǒng)仿真軟件。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。直流電動機具有良好的運行和控制特性，長期以來，直流調速系統(tǒng)一直占據壟斷地位。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。眾所周知，直流電機具有優(yōu)越的調速性能，但由于換向器的原因，使其存在使用壽命縮短，維護工作量大的不足之處。隨著工業(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。但在工程技術、自然、社會、經濟等眾多情況下，不可能用系統(tǒng)的簡單線性模型作為該真實系統(tǒng)的替身。1．1．1調速控制系統(tǒng)的發(fā)展現狀直流電機調速性能好，起動轉矩大，長期以來被廣泛應用于電力機車、起重機和機床等對電動機的調速性能和起動性能要求高的生產機械上。直流電機的電磁時間常數較小，使得電樞電流可以迅速變化，從而達到電磁轉矩的快速響應。隨著各種微處理器的出現和發(fā)展，國內外對直流電機控制調速系統(tǒng)的研究也在不斷發(fā)展和完善，特別是在20世紀80年代，達到了研究的空前繁榮。而在國內，數字式直流電機調速系統(tǒng)也具有很大的市場需求。大型直流電機的調速系統(tǒng)一般采用晶閘管整流來實現。如Garcia和Morari于80年代初提出內?？刂频乃惴ǎ捎谒脑O計原理簡單、參數整定直觀明了、魯棒性強、控制性能好，在控制系統(tǒng)中得到廣泛應用【1】：文【2】提出用I．P控制器取代PI調節(jié)器的方法，它可以減小轉速超調；張井崗等人【31依據內模控制原理，提出了直流電動機調速系統(tǒng)的內?？刂品椒?，針對雙閉環(huán)直流電動機調速系統(tǒng)設計了一種內?？刂破鳎〈Ｒ?guī)的PI調節(jié)器，成功解決了轉速超調問題，能使系統(tǒng)獲得優(yōu)良的動態(tài)和靜態(tài)性能；自適應PID算法和模糊PID算法等也是針對晶閘管觸發(fā)脈沖的控制提出的改進算法，并得到廣泛運用【4】?；谀：窠浘W絡控制技術，設計了一種無刷直流電機的數字調速控制策略，具有很強的模糊推理和自學習能力。孫昌志等【7】提出了一種基于嵌入式操作系統(tǒng)的無刷直流電動機模糊控制系統(tǒng)設計方法，將模糊控制和PID控制通過自適應因子結合，在線自調整控制參數，提高了系統(tǒng)的控制精度且系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能。特別是70年代以后，科學技術的迅速發(fā)展，為交流調速系統(tǒng)迅速發(fā)展提供了有利的物資基礎和技術條件，使得交流調速系統(tǒng)的性能可與直流調速相媲美，并有逐步替代直流調速的趨勢。在輸出變量中，除轉速外，磁通也是一個獨立的輸出變量。由于這些原因，交流電機是一個多變量系統(tǒng)，而電壓、頻率、磁通、轉速又互相影響，所以是強耦合的多變量系統(tǒng)。由于交流電機具有多變量、非線性、強耦合等特性，與直流電機相比，轉矩控制更加困難，因此，70年代初，由西德EBlasschk