直流双闭环调速系统地设计与仿真

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1、实用标准1绪论当今社会电机是非常重要的。因为它与人们日常发电和用电是密切相关的，它实现了机械能与电能之间的相互转换，国内各方面都不可缺少的重要设备。通过研究电机转速控制方面的技术，不但能满足工业生产需要、而且可以提升能源的利用率，对国家的经济发展有着很大的作用。1.1电机调速系统控制及其分类电机可以分为两大类：直流电机和交流电机。直流电机在电机的运行和控制方面的优势比较突出，所以直流调速系统在很多方面一直有着无可代替的位置。特别是高性能的调速系统在很多工业领域都占据着重要的位置。而且直流调速系统也是其他调速系统的基础，想要开发新的调速系统必须先发展

2、直流调速系统。如现在的智能调速系统，也是先以直流调速系统为基础来进行研究的。直流调速系统的应用是相当广泛的，特别是在数字采集与计算机的控制方面的应用是无可厚非的，因为其控制算法对于控制系统起着非常重要的作用。虽然直流电机在调速方面是比较优秀的，但是它也是存有弊端的，那就是换向器的存在。因为这样会使直流电机的使用时间减少，而且需要经常的去维护电机，这样造成的麻烦也是相当多的，所以这也是直流调速系统的不足之处。而交流电机其构造比较紧凑，而且安装与维护都是比较简单的，没有直流电机那么繁琐，所以正因为具有这些优点，所以这些年来许多大型企业都开始向交流电机调

3、速系统方面研究。在当今社会竞争是相当激烈的，所以只有质量可靠才能得到消费者的信赖。所以由于消费者的需求不断提升，随之给工业的生产也带来了很大的困扰。因为生产的过程在不断的复杂化，所以生产系统也不可避免的会遇到非线性情况。虽然在很多时候我们都可以用线性代替非线性，这样的话只需研究线性模型就比较简单了。然而在很多情况下线性模型是不能够代替非线性模型的，人们需要系统的真实非线性模型，所以我们需要去建立和研究非线性模型，当然这比线性模型会繁琐很多。1.1.1调速控制系统的发展现状及其应用由于直流调速系统自身的特点，即调速的性能优越、起动时的转矩比较大。所以

4、一直以来都被普遍的用于需要电机调速性能好的与起动性能高的领域。因为直流电机能够分别控制电枢电流与励磁电流，所以它能够做到对转矩与磁通的完文案大全实用标准全解耦控制。直流电机的电磁时间常数比较小，这样使电枢电流能够快速的改变，从而使得电磁转矩能够达到快速响应。不过，因为机械换向器的存在，使得直流电机中存在着比较明显的换向电流与速度的限制，这样导致了直流电机很难能够使用在腐蚀性较强与易燃易爆的场合。伴随着各种微处理器的问世与发展，很多国家在直流电机调速系统技术方面的研究也在不断的进步，特别是上个世纪八十年代，达到了前所未有的境界。当今的国外电气企业大致

5、主要有：德国的西门子公司、日本的三菱公司、东芝公司、瑞典的ABB公司、美国的GE公司等，均已开发出数字直流调速装置，有很多成熟的应用产品供选用。在国内，数字式直流电机调速系统也是有很大的市场需求。科研单位、大专院以及企业单位等，都在研究开发高性能的直流电机调速系统装置。大型的直流电机的调速系统一般采用晶闸管整流来实现。为了提高调速系统的性能，研究工作者对晶闸管触发脉冲的控制算法作了大量研究。如Garcia和Morari于80年代初提出内模控制的算法，由于它的设计原理简单、参数整定直观明了、鲁棒性强、控制性能好，在控制系统中得到广泛应用；文提出用I-

6、P控制器取代PI调节器的方法，它可以减小转速超调；张井岗等人依据内模控制原理，提出了直流电动机调速系统的内模控制方法，针对直流双闭环电动机调速系统设计了一种内模控制器，取代常规的PI调节器，成功解决了转速超调问题，能使系统获得优良的动态和静态性能；自适合PID算法和模糊PID算法等也是针对晶闸管触发脉冲的控制提出的改进算法，并得到广泛运用。另外，姚勇涛等人依据系统或环节的输入输出特性，应用最小二乘法，提出了直流电动机及直流调速系统的参数辨识的方法，所获得的参数具有较高的精度，方法简便易行。朱新波基于模糊神经网络控制技术，设计了一种无刷直流电机的数字

7、调速控制策略，具有很强的模糊推理和自学习能力，取得令人满意的动静态性能效果，具有很强的鲁棒性和自适应性，为无刷直流电机的智能控制提供了新的理论依据。孙昌志等提出了一种基于嵌入式操作系统的无刷直流电机模糊控制系统设计方法，将模糊控制和PID控制通过自适应因子结合，在线自调整控制参数，提高了系统的控制精度且具有良好的动态性能。归纳目前大量应用的调速控制系统，并对技术发展和应用需求进行全面分析之后，我们可以总结下列发展趋势：文案大全实用标准（1）高频化。在功率驱动装置中，低频的半控器件——晶闸管在中小功率范围将会被高频的全控器件——大功率晶体管所代替，这

8、既可调提高性能，又可改善电网的功率因素。（2）交流化。由于交流电机本身的优势，交流调速系统取代直流调速系统已成为一种不可逆