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摘要双闭环调速系统因其具有良好的静动态特性，在实际中得到了广泛的应用。本文主要涉及双闭环可逆直流脉宽调速系统的设计及MTALAB 仿真，以寻求系统的最优参数。本系统主要由 PWM 发生器、电机模型、H 桥以及电流内环和转速外环组成。此外，对PID 的参数设置进行介绍。26721
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毕业论文关键字 双闭环 直流脉宽调速 PID 仿真
Title Design and simulation parameters of double closed loop DC PWM speed control system
Abstract
Double closed loop speed cont Double closed loop speed control system has been
widely used in practice because of its good static and dynamic characteristics.
This paper mainly concerns the design of a double closed loop reversible DC PWM
speed control system and MTALAB simulation, in order to find the optimal parameters
of the system. The system consists of PWM generator, motor model, H bridge, current
inner loop and outer loop. In addition, the parameters of PID are introduced.
Keywords Double closed loop DC PWM speed control system PID PWM Simulation
目 次
1 绪论 1
1.1 直流调速概念 1
1.2 发展史. 1
1.3 国内外现状.. 2
1.4 研究目的和意义 3
1.5 本设计主要内容 3
2 闭环直流调速系统 5
2.1 直流调速系统的调速原理及性能指标 5
2.2 双闭环直流调速系统的理论分析.. 7
2.3 双闭环直流调速系统的数学模型的建立和动态性能分析. 8
2.4 调节器的工程设计方法 9
3 PWM 脉宽调制. 12
3.1 PWM 调速系统基本介绍.. 12
3.2 桥式可逆 PWM 变换器.. 12
4 双闭环直流脉宽调速系统设计及仿真.. 14
4.1 MATLAB简介.. 14
4.2 电流环、转速环的设计. 14
4.3 双闭环直流脉宽调速系统的MATLAB 仿真. 17
结 论 25
致 谢 26
参 考 文 献.. 27
附 录 281 绪论
1.1 直流调速概念
直流调速[1]
是指人为地或者自动地改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。从
机械特性上看，就是通过改变电动机的参数或者外加电压等方法来改变电动机的机械特性，
从而改变电动机机械特性和工作特性的交点，使得电动机的稳定运转速度发生变化。
直流调速：采取某些调速方式对直流电动机进行调节,以改变电机转速。通常调节直流电
动机转速的方法有：1、改变电动机外加电压；2、改变电动机的参数[1]。在 1930 年，G-M
系统尚未出现，工业生产生活中主要采用直流传动，采用有接点控制方式，可以实现有级调
速。1957 年晶闸管发明以来，采用晶闸管相控方式的可变直流调速系统是应用最为广泛的调
速系统 [1]。
1.2 发展史
五十多年来，直流电气传动经历了重大的变革。首先，实现了整流器件的更新换代，从
50 年代的使用已久的直流发电机－电动机组（简称 G－M 系统）及水银整流装置，到 60 年
代的晶闸管－电动机调速系统（简称V－M系统），使得变流技术产生了根本的变革。再到
脉宽调制（PulseWidth Modulation）变换器的产生，不仅在经济性和可靠性上有所提高，而
且在技术性能上也显示了很大的优越性，使电气传动完成了一次大的飞跃。另外，集成运算
放大器和众多的电子模块的出现，不断促进了控制系统结构的变化。80 年代随着计算机技术
和通信技术的发展，8－32 位单片机相继出现并应用于控制系统，控制电路已实现高集成化，
小型化，高可靠性及低成本。以上技术的应用，使系统的性能指标大幅度提高，应用范围不
断扩大。由于系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般