5.2  闭环系统单位阶跃响应仿真 19

  5.3  转速控制系统的仿真 20

5.4  仿真结果分析 22

  5.5  本章小结 22

总结与展望 23

致谢 24

参考文献 25

1 绪论

1.1  研究背景及意义

直流感应电动机是最早出现并得到广泛应用的一种电机，发展到现在，已经被应用在工业自动化、机械设备、交通工具、航空领域中。在电力拖动领域，随着变频器的出现形成交流调速技术的日渐成熟和低成本化，在不断侵蚀着直流调速的“地盘”，但直到今天，直流调速仍固守着日渐缩小的“阵地”。直流电机具有调速性能好、调速方便平滑，调速装置简单、调范围广等特点，能承受频繁冲击负载、过载能力强（由变频器和交流电机构成的交流调速系统，还有一定差距），能实现频繁速启、制动及逆向旋转，能满足各种机械负载的特性要求。早期的直流感应电机由模拟电路、数字电路、放大器、非线性电路组成，电路复杂且功能很少，不能灵活的调速。最近随着科学技术的发展，直流感应电机得到了飞速发展，其组成电路也得到了很大的改善，调速方面也得到了较大发展，但是，电机负载变化等因素，常导致转速难以保持在期望值。如何建立这种工况下合理的电机控制模型，并设计相应的转速控制算法，显得非常必要。频率响应法在现在的控制工程中经常用的研究方法，是现在十分热门的一个分析法，能够清楚有效地反应控制系统中的一些性能参数。本课题研究在一定负载作用下，建立直流感应电动机合理的控制模型，并利用电枢回路控制原理，设计相应的电机转速控制算法，使电机在既定负载时，可快速地达到期望转速，保持良好的转速控制性能。由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电机拖动。直流调速技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆、宽调速、高精度的电机拖动领域一直居于垄断地位。

1.2  直流感应电机调速系统的研究现状

常用的控制直流电动机调速控制有以下几种:第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。这种方法简单易行设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。第二，发电机-电动机调速系统,由电磁放大器，电机扩大器，闸流管等器件组成，这种调速方式调速性能好。其主要缺点是需要增加两台与调速电动机相当的旋转电机和一些辅助励磁设备，因而体积大，维修困难等。

直流电动机的机械特性也就是它的调速方式：

式中U加在电枢电路上的电压

       R    电动机电枢电路总电阻

           电动机磁通

           电动势常数

           转矩常数 

             电动机电磁转矩

从机械特性方程式可知，改变电枢电路电阻R、外加电压U及磁通 三者之中的任一个参数，就可以改变机械特性曲线，从而改变了电动机的稳定运转速度，因此直流电动机的基本调速方式有三种，即调R、调U和调 [1]。 基于频率响应法的直流感应电机转速控制系统设计(2):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_77614.html