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1、广西工学院鹿山学院毕业设计（论文）题 目：基于PWM的可逆直流调速 的仿真研究 系 别： 电子信息与控制工程系 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 二一三年 五 月 十一 日摘要直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，同时它具有良好的起、制动性能，可以在较宽的调速范围内实现平滑调速，较快的零动态响应过程，并且低速运转时力矩大这些极好的运行性能和控制特性，长期以来，直流调速系统一直占据着重要地位，所以在电气传动中获得了广泛应用。以电力电子学和电机调速技术为基础，本文设计了一种基于直流脉宽调制（PWM）控制技术的可逆直流电机调速系统。为了得到较好的动静态性
2、能，该控制系统采用了双闭环控制，同时速度调节器和电流调节器都选用PI调节器。在本文中，对直流电机转速、电流双闭环调速系统进行了研究，建立了PWM双闭环可逆直流调速系统的数学模型，详细分析了系统的原理及其静态和动态性能，并对一种基于脉宽调制(PWM)装置的双闭环调速系统进行了转速、电流调节器的工程设计。在理论分析和仿真研究的基础上，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用MATLAB/Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，给出仿真波形并得出结论。关键词：PWM控制；直流电动机；双闭环系统 ；PI调节器； MATLAB仿真AbstractDC speed-regulating s
3、ystem has the following advantages,wide speed range, higher accuracy,better dynamic properties,easy to control,and so on. it has a good starting and brake performance,can be in a wider range of speed regulation of smooth realized in speed,fast dynamic response process,and low speed running torque th
4、ese excellent performance and control characteristic,but for a long time,DC speed control system has been occupies an important position. On the basis of Power Electronic and electric motor speed adjusting technology, the calibrator designs a speed adjusting system in which Pulse Width Modulation (P
5、WM) controlling technology is used to control reversible DC motor. The control system uses a double closed loop control, speed regulator and current regulator using PI regulator at the same time, in order to get good static and dynamic performance.In this paper,the DC motor speed and the current dou
6、ble closed-loop speed control system are studied,a PWM double closed loop reversible DC speed control system,and the mathematical model of detailed analysis of system principle and the static and dynamic performance, and a kind of double closed loop speed control system S regulator based on PWM devi
7、ce is designed. In the theory analysis and simulation research,double closed loop speed regulation system,the design parameters of analysis and calculation,the use of MATLAB/ Simulink of the system parameters to the set of the simulation, The simulation waveform and draw a conclusion.Key words:PWM c
8、ontrol;DC motor;double loop control system;PI regulator；MATLAB simulation目录第一章 绪 论 1第一节 直流调速系统简介 1一、概念 1二、直流电动机的调速方法 1第二节 直流调速系统的发展和研究现状 5一、GM调速系统 6二、VM调速系统 6三、PWM调速系统 7四、国内外研究现状 8第三节 研究可逆直流调速系统的目的及意义 9第四节 本文研究的内容 9第二章 可逆直流调速系统原理设计 9第一节 直流调速系统的性能指标 10一、动态性能指标 10二、稳态性能指标 11第二节 双闭环直流调速系统的理论分析 13一、双闭环直
9、流调速系统的工作原理 13二、双闭环直流调速系统的组成 13第三节 双闭环直流调速系统的静特性 15一、稳态结构图和静特性 15二、稳态参数计算 16第四节 双闭环直流调速系统的数学模型的建立和动态性能 17一、数学模型的建立 17二、起动过程分析 18三、动态跟随性 21四、动态抗干扰性能分析 21五、两个调节器的作用 22第五节 工程设计方法在双闭环可逆直流调速系统的应用 22一、调节器的设计方法及PI调节器 22二、典型系统中I型系统与II型系统的性能比较 24三、电流、转速调节器的工程设计 25第三章 可逆直流调速系统的环流问题 34第一节 可逆运行及可逆电路 34一、电枢反接可逆线路
10、 34二、励磁反接可逆线路 35三、电枢反接与励磁反接可逆线路的比较 36第二节 可逆线路的环流问题 36一、环流的定义 36二、环流的优缺点 36第三节 环流的类型及其抑制措施 37一、环流的种类 37二、直流平均环流的抑制措施 37三、瞬时脉动环流的抑制措施 38第四章 PWM脉冲宽度调制 40第一节 PWM基本概念 40第二节 PWM变换器 40第三节 PWM功率放大器 41第五章 PWM双闭环可逆直流调速系统调试和仿真 44第一节 建立数学模型 44第二节 稳态参数的计算 44第三节 动态参数的计算 44一、电流环的参数计算 44二、转速环的参数计算 46第四节 双闭环可逆直流调速系统
11、在MATLAB/Simulink的仿真 47一、MATLAB简介 47二、电流环仿真 48三、转速环仿真 48四、双闭环可逆直流调速系统的仿真 49结束语 49致谢 50参考文献 50附录 511第一章 绪 论第一节 直流调速系统简介一、概念所谓调速就是通过改变电动机或电源的参数使电动机的转速按照控制要求发生改变或保持恒定。调速有两层含义：一是变速控制，即让电动机的转速按照控制要求改变；二是稳速控制，当控制要求没改变时，系统受到外界干扰作用，电动机的转速应保持相对恒定，即调速系统应具有抗干扰性。在实际生产过程中，调速性能的好坏直接关系到产品加工的精度、质量和生产效率，所以，调速技术广泛应用于各个领域的生产过程中。直流调速系统是以直流电动机为控制对象，按生产工艺对电动机转速进行控制的电力拖动系统。由于直流电动机具有启动、制动性能好，调速范围宽的特点，因此，直流调速系统广泛应用于大型工业中。二、直流电动机的调速方法他励直流电动机的电气符号与稳
