4.1 PWM控制模块 24

4.2 电流调节器和转速调节器模块 24

4.3 H桥PWM开环调速系统仿真模型 26

4.4 H桥PWM双闭环可逆环调速系统仿真模型 26

4.5 H桥PWM直流可逆调速系统的仿真分析及结果 29

5 总结与展望 35

5.1 总结 35

5.2 展望 35

附  录 36

参考文献 37

致谢 38

第一章

1 绪论

1.1 引言

随着科技的发展，交流调速在我们生活发挥着越来越重要的作用，它的应用也越来越深入日常生活中的方方面面。但是我们要知道交流调速并不能完全取代直流调速，直流电机因为启动性和调速特性都比较好的原因，有一定的优越性，而且，建立在反馈控制理论系统下的直流调速是交流调速的基础。所以，掌握好直流调速系统的理论知识并加以实际运用，还是很有必要的。论文网

1.2 背景及意义

1964年A.Schonun和H.Stemmler首先提出把PWM技术应用到电机传动中，从此为电机传动的推广应用开辟了新的局面。其中，直流电机的速度控制是最常见的应用。随着生产技术的发展，对直流电机的制动，正反转以及调速精度，调速范围，静态特性，动态响应等方面提出了更高的要求，这就要求大量使用直流调速系统。因此人们对直流调速系统的研究会更进一步深入。

交流电机的优点是制造比较便宜，其次，随着矢量变频技术的发展，交流电已经可以用变频电机模拟成直流电，但是交流电机的启动性和调速性较差。直流电动机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。虽然直流电机存在制造比较麻烦，有碳刷的问题，但是由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择，因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。

1.3 本论文设计的主要内容

单闭环转速负反馈调速系统采用PI控制器，可以保证稳态速度无静差，比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而保证在一定静差率的要求下，能够提高调速范围。积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。无静差系统是系统的被调量在稳态时等于系统的给定量，偏差为零，电动机的转速在稳态时与负载无关，只取决于给定量。

由转速环（外环）和电流环（内环）构成的双闭环直流调速系统是一种当前应用比较广泛，经济性和适用性优良的电力传动系统。双闭环调速系统抗电网电压扰动的性能比单闭环调速系统好，因为有内环的存在，在电网波动时，引起的电流有波动趋势时，电流环便开始调整，使其不影响或减少速度精度的影响。它具有动态响应速度快、抗干扰能力强的优点，在启动过程中的三个优点是饱和非线性控制，转速超调和准时间超优控制。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行了分析和计算。利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。采用MATLAB软件对设计系统进行仿真，同时查看仿真波形，以此验证设计的调速系统是否可行。