直流可逆调速控制系统设计及仿真

济南大学泉城学院毕业设计-1-摘要直流电机调速控制系统因其调速控制方法简单、调速性能良好而广泛地应用于生产实际，实现了共精度的速度控制要求，通过建立直流电机调速控制系统仿真系统，是研究直流电机调速控制系统的稳态和动态特性的一个重要途径。本毕业设计是在理解直流可逆调速系统的系统结构和调速原理，针对双闭环无静差、双组反并联晶闸管直流可逆系统，建立三种系统控制结构，设计PWM可逆调速系统、α=β配合控制可逆调速系统以及逻辑无环流可逆调速系统控制器，应用Matlab/Simulink,建立他们的仿真模型并且分析他们的运行性能。本设计的优点很多，例如系统参数修改方便，信息显示全面，可以做性能参数对照显示等。关键词：直流电机；MATLAB仿真；可逆调速济南大学泉城学院毕业设计-2-ABSTRACTInthispaper,DCmotorspeedcontrolsystembecauseofitsspeedcontrolmethodissimple,goodspeedperformanceandwidelyappliedtoactualproduction,toachieveatotalaccuracyrequirementsofspeedcontrol,throughtheestablishmentoftheDCmotorspeedcontrolsystemsimulationsystem,isanimportantwayforthesteadystateanddynamiccharacteristicsoftheDCmotorspeedcontrolsystem.ThisgraduationdesignisinthestructureofthesystemandtheprincipleofspeedregulationunderstandingofDCreversiblespeedcontrolsystem,thedoubleclosedloopwithoutstaticerror,twoantiparallelthyristorDCreversiblesystem,establishesthreekindsofcontrolsystemstructure,designofPWMreversiblespeedcontrolsystem,alpha=βcontrolwithreversiblespeedcontrolsystemandlogicnoncirculatingcurrentreversiblespeedcontrolsystemapplicationofMatlab/Simulink,simulationmodelisestablished,andtheirperformanceanalysisoftheir.Theutilitymodelhastheadvantagesofmany,suchasthesystemeasytomodifyparameters,comprehensiveinformationdisplay,youcancontrolthedisplayperformanceparameters.Keywords：DCmotor；MATLABsimulation；Reversiblespeed济南大学泉城学院毕业设计-3-目录摘要...................................................................1ABSTRACT..........................................................................................................................21前言.................................................................51.1本课题研究的背景与意义..........................................51.2本课题国内外研究的现状..........................................51.3本课题主要研究内容..............................................52直流可逆拖动控制系统.................................................72.1直流可逆拖动系统的分类..........................................72.1.1V-M可逆直流调速系统.......................................72.1.2直流PWM可逆调速系统.......................................72.2直流可逆系统调速原理............................................82.3直流双闭环控制的结构............................................82.4本章小结........................................................93α=β配合控制的有环流可逆直流调速系统的设计.........................103.1α=β配合控制的有环流可逆调速系统的组成与原理...................103.2α=β配合控制的有环流可逆调速系统的建模........................113.2.1系统主电路的建模..........................................123.2.2控制电路的建模和参数设置.................................163.3α=β配合控制的有环流可逆调速系统的仿真与调试..................163.3.1α=β配合控制的有环流可逆调速系统仿真参数设置............163.3.2α=β配合控制的有环流可逆调速系统的仿真与分析............163.4本章小结.......................................................174逻辑无环流可逆调速系统的设计........................................184.1逻辑无环流可逆调速系统的组成与原理.............................184.2逻辑无环流可逆调速系统的建模...................................194.2.1电路的建模和参数设置.....................................194.2.2制电路的建模和参数设置...................................264.3逻辑无环流可逆调速系统的仿真与调试.............................264.3.1逻辑无环流直流可逆调速系统仿真参数设置....................264.3.2逻辑无环流直流可逆调速系统的仿真与分析...................264.4本章小结.......................................................285直流PWM可逆调速系统的设计..........................................295.1直流PWM可逆调速系统的组成与原理...............................295.2直流直流PWM可逆调速系统的建模.................................295.2.1主电路的建模和模型参数的设置..............................295.2.2控制电路的建模和参数设置..................................325.3直流PWM可逆调速系统的仿真与调试..............................335.3.1直流PWM可逆调速系统的仿真参数设置.......................335.3.2直流PWM可逆调速系统的仿真与分析.........................335.4本章小结.......................................................34结论..................................................................35参考文献..............................................................36济南大学泉城学院毕业设计-4-致谢..................................................................38济南大学泉城学院毕业设计-5-1前言1.1本课题研究的背景与意义随着科学技术的不断发展，以直流电动机为代表的动力系统在生产生活中发挥着重要作用，电机控制技术在理论和实践中都得到了很深的研究。电机控制技术是基于电机为控制对象，控制器为核心的技术。随着电力电子装置的传输结构的实现，在自动控制理论的电力驱动组件的自动控制系统，可调的直流电压的直流电机控制系统，实现移动机械的直流电机速度的运动控制的目的。直流电动机的起动和制动性能是由于良好的，动态性能在实际生产和生活不可替代的作用，且具有无级调速，在更广泛的范围内能够进行平滑的调速，因此它被广泛应用于电气传动领域。直流电机调速控制系统因其调速控制方法简单、调速性能良好而广泛地应用于生产实际实现共精度的速度控制要求，通过建立直流电机调速控制系统仿真系统，是研究直流电机调速控制系统的稳态和动态特性的一个重要途径，因此本课题研究具有较大的实用价值和市场前景。1.2本课题国内外研究的现状中国的电机控制技术在解放以前，发展起步较为缓慢，但到了改革开放之后发展比较迅速。直流电机控制技术的应用研究是从改革开放初期开始，然后我们的直流电机的研究已经取得了一些成绩，但水平差异较大的外之间，直到上世纪90年代，中国的大功率电机在很宽的范围内的重工业使用的技术是中国直流电机控制技术发展比较成熟的标志。目前，直流控制调速技术在我国发展已相当的成熟，未来的发展也将走向主要向着智能化、交流化的发展方向。总之，随着直流调速技术更加的成熟，未来不可估量，因此今后生产生后的一个阶段,如发电机厂、电动机厂等,直流调速将发挥着不可替代的作用。1.3本课题主要研究内容本毕业设计主要通过在理解直流可逆调速原理的基础上，对直流电机采取三种调速方案，实现对直流电机可逆调速控制。通过建立直流PWM调速系统的模型来实现用占空比来调节可控电压，进而控制电机调速的要求，通过构建α=β配合控制的调速系统的模型用这种方法控制电路的各种环流，通过控制触发结构，来控制电机的速度运行，进而控制电机的调速运行，通过构建逻辑控制的调速系统的仿真系统系统模型，使用逻辑切换环节，彻底切断了环流对直流电机调速控制的影响。建立这些模型进行设计研究，利用Matlab软件进行建模和仿真，通过调试和修改参数进行调试。通过济南大学泉城学院毕业设计-6-这些理论与实践的结合，让我的工程应用能力和动手能力得到全面锻炼。第一章介绍了直流调速的研究背景与意义，以及国内外发展的基本现状，同时也给出了本论文的主要研究内容。第二章主要研究直流可逆调速系统原理，从理论上让我明白了通过控制直流电机的电磁转矩来达到控制调速的方法，直流可逆调速系统实现可逆调速关键是使