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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、=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；MATL
2、AB仿真；可逆调速ABSTRACTIn this paper ,DC motor speed control system because of its speed control method is simple, good speed performance and widely applied to actual production, to achieve a total accuracy requirements of speed control, through the establishment of the DC motor speed control system simul
3、ation system, is an important way for the steady state and dynamic characteristics of the DC motor speed control system. This graduation design is in the structure of the system and the principle of speed regulation understanding of DC reversible speed control system, the double closed loop without
4、static error, two anti parallel thyristor DC reversible system, establishes three kinds of control system structure, design of PWM reversible speed control system, alpha = control with reversible speed control system and logic non circulating current reversible speed control system application of Ma
5、tlab/Simulink, simulation model is established, and their performance analysis of their. The utility model has the advantages of many, such as the system easy to modify parameters, comprehensive information display, you can control the display performance parameters. Key words： DC motor；MATLAB simul
6、ation；Reversible speed目 录摘要1ABSTRACT21 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72.1.1 V-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93 =配合控制的有环流可逆直流调速系统的设计103.1=配合控制的有环流可逆调速系统的组成与原理103.2 =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163.3
7、=配合控制的有环流可逆调速系统的仿真与调试163.3.1 =配合控制的有环流可逆调速系统仿真参数设置163.3.2 =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PW
8、M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致谢381 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，
9、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
10、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
11、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=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
12、。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电动机的电磁转矩改变方向，通过改变电磁转矩方向实现电动机的正转电动、正转制动以及反转电动、反转制动等控制要求，即调节电磁转矩来控制转速，实现电动机系统调速控制。最后，介绍了直流双闭环控制结构，它是速度与电流反馈控制。第三章主要研究了配合控制可逆调速的原理组成，然后根据原理建立起该可逆调速统的仿真模型，通过建模进行仿真运行和调试，得到了最终希望的结果，较好的实现了该调速系统的可逆调速。第四章本章主要介绍了逻辑可逆调速的原理与组成，建立其可逆调速的模型，进行仿
13、真模拟，完成速度、电流双闭环反馈的可逆调速，而且该系统具有良好的快速切换的性能。第五章介绍了直流PWM可逆调速的原理和组成，在理解原理的基础之上建立直流PWM可逆调速的仿真模型，通过建立模型进行仿真和调试，输出可调的可逆的转速、电流曲线，得到想要的结果，较好的实现了直流PWM可逆调速的性能。2 直流可逆拖动控制系统2.1 直流可逆拖动系统的分类直流电动机应用调压调速可以获得良好的调速性能，调节电枢电压首先要解决的问题是可控直流电源。大体上可以分为两类，其中一类是直流晶闸管-电动机可逆调速系统，它在二十世纪五六十年代的时候得到了广泛的应用，另一类是直流PWM调速系统，它是由全控型电力电子器件组成
14、的，现在在生产生活中发挥着重要的作用，而越来越受到重视。2.1.1 V-M可逆直流调速系统V-M可逆直流调速系统的反并联接线线路图2.1所示。图2.1可控整流装置并联可逆线路图本设计的控制方法将创建两个V-M直流可逆调速，即=无环流可逆调速环流可逆调速控制和逻辑控制，它们使用的触发脉冲信号，整流器将三相交流变成可调的直流电压可逆性，进而控制电机运行。2.1.2直流PWM可逆调速系统直流PWM可逆调速系统如图2.2所示，其组成主要有有交流电变成直流电的整流桥，将直流电压变成可控的直流电压的脉冲宽度变换器和动力装置直流电机组成。三相交流电经过整流装置变成直流电，通过控制PWM的占空比，将直流电压调
15、节成需要的可控电压。PWM直流可逆调速系统的结构中最重要的脉冲宽度调节器，脉冲变换器的电路有很多种，大体上分为可逆和不可逆两大类，不可逆由于平均电压大于零，且速度不能逆转。可逆的一般是全控性晶闸管组成的双桥臂的电路。图2.2直流PWM调速主电路的原理图2.2直流可逆系统调速原理直流可逆调速系统实现可逆调速关键是使电动机的电磁转矩改变方向，通过改变电磁转矩方向实现电动机的正转电动、正转制动以及反转电动、反转制动等控制要求，如图2.3所示。图2.3 调速系统的四象限运行直流电机调速原理是，通过控制电压的极性或变换磁场方向，来控制电磁转矩。当电磁转矩与转速同号时，则电动机处于正转或反转加速电动状态；当电磁转矩与转速异号时，则电动机处于正转或反转制动状态。本论文是通过改变电压的极性来控制直流电机电磁转矩，使电机的电磁转矩与负载转矩不平衡，来实现可逆调速。2.3
