【正文】 一方面又可以減少能量的損耗，提高效率。這種方法簡(jiǎn)單易行設(shè)備制造方便，價(jià)格低廉。MATLAB目 錄第一章 緒 論目 錄第一章 緒 論 1 課題背景、發(fā)展及意義 1 課題的主要任務(wù)及內(nèi)容................................................................................................1 1第二章 直流調(diào)速系統(tǒng)理論研究和方案確定 3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 3 轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo) 3 4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 5 5 調(diào)速系統(tǒng)的雙閉環(huán)調(diào)節(jié)原理 7 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程分析 電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 9 9 10第三章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 13 13 13 13 13 14 14 15 16 17 17 19 19 20 22 22 23第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 25 25 25 25 26 28 28 28 29 29 31第五章 總結(jié) 33致 謝 34參考文獻(xiàn) 35附 錄 36 第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真第一章 緒 論 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展意義 隨著新型電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）常用的控制直流電動(dòng)機(jī)有以下幾種：第一，最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過(guò)改變電樞回路中的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。 關(guān)鍵詞：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)；比例積分調(diào)節(jié)器 ；MATLAB 33ABSTRACTABSTRACTDC servo system is widely used in the industry，and is the fadation of AC servo DC servo system can be controled well with doubleclosed this paper doubleclosed loop DC servo system is studied,the importance of zhe study is the control of the static and dynamic of speed control system,and establishing a doubleclosed loop DC system mathematical model. PI controler is designed for both the current and speed regulator，and design current and speed regulator parameters. When analysis of the classical doubleloop system，in order to get a reasonable design parameters. MATLAB software has been selected to simulate parameters of the system which has been choosen,with a parison to show the characteristics ofDC Control system.KEY WORDS：Doubleclosed loop DC servo system 。分析調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)，建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)全面分析根據(jù)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的控制要求將電流和轉(zhuǎn)速都設(shè)計(jì)為比例積分調(diào)節(jié)器，并設(shè)計(jì)了電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)。摘 要 摘要直流調(diào)速系統(tǒng)的在工業(yè)中的應(yīng)用很廣泛，也是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。直流調(diào)速系統(tǒng)用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)控制效果最好，為此本文對(duì)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)對(duì)控制部分展開(kāi)研究。對(duì)經(jīng)典雙閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行分析的同時(shí)，為了能得到合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，用MATLAB軟件對(duì)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)舉例進(jìn)行了仿真，通過(guò)比較說(shuō)明了直流調(diào)速系統(tǒng)的特性。PI controller。這種方法簡(jiǎn)單易行設(shè)備制造方便，常用的控制直流電動(dòng)機(jī)有以下幾種：第一，最初的直流調(diào)速系統(tǒng)是采用恒定的直流電壓向直流電動(dòng)機(jī)電樞供電，通過(guò)改變電樞回路中的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。但缺點(diǎn)是效率低、機(jī)械特性軟、不能在較寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以目前極少采用。但發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是需要增加兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)和一些輔助勵(lì)磁設(shè)備，因而體積大，維修困難等。但是汞弧交流器仍存在一些缺點(diǎn)：維修海華絲不太方便，特別是水銀蒸汽對(duì)維護(hù)人員會(huì)造成一定的危害等。晶閘管交流裝置的放大倍數(shù)在10000以上，比機(jī)組（放大倍數(shù)10）高1000倍，比汞弧交流器（放大倍數(shù)1000）高10倍；在響應(yīng)快速性上，機(jī)組是秒級(jí)，而晶閘管變流裝置為毫秒級(jí)。同時(shí)，控制電路也出現(xiàn)了高度集成化、小型化、高可靠性及低成本。隨著微型計(jì)算機(jī)、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開(kāi)關(guān)器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動(dòng)控制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的深入發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)控制裝置也不斷向前發(fā)展。近年來(lái)，一些先進(jìn)國(guó)家陸續(xù)推出并大量使用微機(jī)為控制核心的直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)裝置，如西門子公司的SIMOREG K6RA2ABB、公司的PAD/PSD等等。例如，軍事和宇航方面的雷達(dá)天線，火炮瞄準(zhǔn)，慣性導(dǎo)航，衛(wèi)星姿態(tài)，飛船光電池對(duì)太陽(yáng)的跟蹤等控制；工業(yè)方面的各種加工中心，專用加工設(shè)備，數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人，塑料機(jī)械，印刷機(jī)械，繞線機(jī)，紡織機(jī)械，工業(yè)縫紉機(jī)，泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的控制；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的各種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，各種光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，繪圖儀，掃描儀，打印機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)等設(shè)備的控制；音像設(shè)備和家用電器中的錄音機(jī)，錄像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，洗衣機(jī)，冰箱，電扇等的控制。電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，永磁材料技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動(dòng)控制技術(shù)在近二十年發(fā)生了很大的變化。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分所采用的功率器件經(jīng)歷了幾次的更新?lián)Q代以后，速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐漸成為主流。其中，脈寬調(diào)制（PWM）方法，變頻技術(shù)在直流調(diào)速和交流調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于有為處理器和傳感器作為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運(yùn)動(dòng)控制為智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在那些電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的性能的要求較高的場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī)床，工業(yè)縫紉機(jī)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，打印機(jī)，傳真機(jī)等設(shè)備中，要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)精確定位，適應(yīng)劇烈負(fù)載變化），傳統(tǒng)的控制算法已難以滿足系統(tǒng)要求。數(shù)字直流調(diào)速裝置，從技術(shù)上，他能成功地做到從給定信號(hào)、調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)定、直到觸發(fā)脈沖的數(shù)字化，使用通用硬件平臺(tái)附加軟件程序控制一定范圍功率和電流大小的直流電機(jī)，同一臺(tái)控制器甚至可以僅通過(guò)參數(shù)設(shè)定和使用不同的軟件版本對(duì)不同類型的被控對(duì)象進(jìn)行控制，強(qiáng)大的通訊功能使它易和PLC等各種器件通訊組成整個(gè)工業(yè)控制過(guò)程系統(tǒng)，而且具有操作簡(jiǎn)便、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，尤其是方便靈活的調(diào)試方法，完善的保護(hù)功能、長(zhǎng)期工作的高可靠性和整個(gè)控制器體積小型化，彌補(bǔ)了模擬直流調(diào)速控制系統(tǒng)的保護(hù)功能不完善、調(diào)試不方便、體積大等不足之處，且數(shù)字控制系統(tǒng)表現(xiàn)出另外一些優(yōu)點(diǎn)，如查找故障迅速、調(diào)速精度高、維護(hù)簡(jiǎn)單，使其具備了廣闊的應(yīng)用前景。我國(guó)從20世紀(jì)60年代初試制成功第一只硅晶閘管以來(lái)，晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。我國(guó)關(guān)于數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)的研究主要有：綜合性最優(yōu)控制，補(bǔ)償PID控制，PID算法優(yōu)化，也有的只應(yīng)用模糊控制技術(shù)。因此我國(guó)直流電機(jī)調(diào)速也正向著脈寬調(diào)制（pulse width modulation，簡(jiǎn)稱PWM）方向發(fā)展。但由于進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，也給出了國(guó)產(chǎn)全數(shù)字控制直流調(diào)速裝置的發(fā)展空間。價(jià)格低廉，但缺點(diǎn)是效率低、機(jī)械特性軟、不能在較寬范圍內(nèi)平滑調(diào)速，所以目前極少采用。但發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是需要增加兩臺(tái)與調(diào)速電動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)電機(jī)和一些輔助勵(lì)磁設(shè)備，因而體積大，維修困難等。但是汞弧交流器仍存在一些缺點(diǎn)：維修海華絲不太方便，特別是水銀蒸汽對(duì)維護(hù)人員會(huì)造成一定的危害等。晶閘管交流裝置的放大倍數(shù)在10000以上，比機(jī)組（放大倍數(shù)10）高1000倍，比汞弧交流器（放大倍數(shù)1000）高10倍；在響應(yīng)快速性上，機(jī)組是秒級(jí)，而晶閘管變流裝置為毫秒級(jí)。同時(shí)，控制電路也出現(xiàn)了高度集成化、小型化、高可靠性及低成本。隨著微型計(jì)算機(jī)、超大規(guī)模集成電路、新型電子電力開(kāi)關(guān)器件和新型傳感器的出現(xiàn)，以及自動(dòng)控制理論、電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的深入發(fā)展，直流電動(dòng)機(jī)控制裝置也不斷向前發(fā)展。近年來(lái)，一些先進(jìn)國(guó)家陸續(xù)推出并大量使用微機(jī)為控制核心的直流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)裝置，如西門子公司的SIMOREG K6RA2ABB、公司的PAD/PSD等等。例如，軍事和宇航方面的雷達(dá)天線，火炮瞄準(zhǔn)，慣性導(dǎo)航，衛(wèi)星姿態(tài)，飛船光電池對(duì)太陽(yáng)的跟蹤等控制；工業(yè)方面的各種加工中心，專用加工設(shè)備，數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人，塑料機(jī)械，印刷機(jī)械，繞線機(jī)，紡織機(jī)械，工業(yè)縫紉機(jī)，泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的控制；計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的各種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，各種光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，繪圖儀，掃描儀，打印機(jī)，傳真機(jī)，復(fù)印機(jī)等設(shè)備的控制；音像設(shè)備和家用電器中的錄音機(jī)，錄像機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，洗衣機(jī)，冰箱，電扇等的控制。電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展得力于微電子技術(shù)，電力電子技術(shù)，傳感器技術(shù)，永磁材料技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)的最新發(fā)展成就。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動(dòng)控制技術(shù)在近二十年發(fā)生了很大的變化。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分所采用的功率器件經(jīng)歷了幾次的更新?lián)Q代以后，速度更快，控制更容易的全控型功率器件MOSFET和IGBT逐漸成為主流。其中，脈寬調(diào)制（PWM）方法，變頻技術(shù)在直流調(diào)速和交流調(diào)速系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。由于有為處理器和傳感器作為新一代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分，所以又稱這種運(yùn)動(dòng)控制為智能運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。在那些電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的性能的要求較高的場(chǎng)合（如數(shù)控機(jī)床，工業(yè)縫紉機(jī)，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，打印機(jī)，傳真機(jī)等設(shè)備中，要求電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)精確定位，適應(yīng)劇烈負(fù)載變化），傳統(tǒng)的控制算法已難以滿足系統(tǒng)要求。數(shù)字直流調(diào)速裝置，從技術(shù)上，