基于Matlab的直流電機控制算法研究目錄TOC\o"1-3"\h\u22331第1章緒論 1115691.1研究背景 1163371.2研究意義 2124391.3發(fā)展現(xiàn)狀 3291251.4主要工作 42917第2章系統(tǒng)方案設(shè)計 481852.1電動機參數(shù)及設(shè)計要求 448822.2方案選擇及系統(tǒng)框圖 5265512.2.1方案一：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng) 5242332.2.2方案2：旋轉(zhuǎn)速度，電流雙封閉直流電動機速度調(diào)整系統(tǒng) 5243552.2.3方案三：雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng) 686942.3系統(tǒng)工作原理 7287122.3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性[24] 7223402.3.2雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動過程分析 8112082.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾動性能 10214782.3.4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的作用 11248282.4直流電機速度控制仿真研究原理 111564第3章雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的具體設(shè)計說明 12234303.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計方案 12202471.供電方案選擇： 1247092.總體結(jié)構(gòu)選擇 13169383.2主電路設(shè)計與參數(shù)計算 1327573.3直流調(diào)速系統(tǒng)的保護 1467553.4控制電路設(shè)計 157080第4章調(diào)速系統(tǒng)的仿真 155554.1MATRAB簡介和調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的建立 16244744.2直流電機H橋關(guān)于H橋的驅(qū)動的設(shè)計 16257534.2.1H橋驅(qū)動電路 16197494.2.2使能控制和方向邏輯 17324084.3仿真的模擬 19296764.4仿真的分析 20220404.5仿真結(jié)果 212962結(jié)論 2312249參考文獻 23第1章緒論1.1研究背景控制理論的研究對象是系統(tǒng)，從系統(tǒng)控制理論的觀點來看，系統(tǒng)是具有一定效果的組，其通過相互關(guān)聯(lián)、互相制約各部分而構(gòu)成。系統(tǒng)存在于自然界和人類社會的各個領(lǐng)域。直流速度調(diào)整是指通過人工或主動地轉(zhuǎn)動z直流電動機來達到我們所需要的要求，將電動機的參數(shù)和外協(xié)加工電壓進行轉(zhuǎn)換，改變馬達動作所需的要求，使電動機在工作時運轉(zhuǎn)的機器效率更高的意思。dc速度調(diào)整系統(tǒng)具有優(yōu)秀的速度快速特性，具有穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)速度、規(guī)模大、容易超過負荷、運轉(zhuǎn)方式容易控制、優(yōu)秀的啟動和制動功能等，dc速度調(diào)整系統(tǒng)能夠達到全自動化的要求。速度控制系統(tǒng)通常是閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)和靜功能目標。調(diào)整速度的目標達成了不高的局面，行使一個簡單的閉環(huán)體系，多閉環(huán)體系。成為不同的控制方法，能夠根據(jù)反應(yīng)速度和反應(yīng)電流來表示電壓的反應(yīng)。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，通常使用旋轉(zhuǎn)速度-電流雙閉環(huán)。一般用機械、制金、金屬切削機床等各種規(guī)模的自動化速度系統(tǒng)來表現(xiàn)。雙封閉環(huán)直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)，是目前直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主流設(shè)備，具有速度調(diào)節(jié)范圍廣、穩(wěn)定性好、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，在理論和實踐方面是比較成熟的系統(tǒng)，拖拽系統(tǒng)在某些方面發(fā)揮著非常重要的作用，直流電動機的雙重封閉速度調(diào)節(jié)是各種電動機速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，本文對直流電動機的速度調(diào)節(jié)進行了系統(tǒng)的研究。直流電動機的基本特性是單一封閉環(huán)的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其次是雙封閉型直流電動機的設(shè)計，研究方法是最后用實際系統(tǒng)進行施工設(shè)計，模擬MATRAB/SIMULINK，將雙重封閉的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析，在整個工程設(shè)計方法中，由于忽略和簡化而產(chǎn)生的誤差，對于雙配對直流速度調(diào)整系統(tǒng)，在設(shè)計和調(diào)試過程中，需要計算和調(diào)整大量參數(shù)。所謂直流速度，就是人為地或自動地改變直流電動機的旋轉(zhuǎn)速度，滿足機床的要求。從機械特性來看，改變電動機的參數(shù)和外協(xié)電壓等來改變電動機的機械特性，改變電動機的機械特性和動作特性的機械特性的交點，使電動機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化[1]。直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，特別是雙閉環(huán)直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)過程中最寬的電動傳動裝置之一。在轉(zhuǎn)鋼機、冶金、印刷、金屬切削機等多個領(lǐng)域，自動控制系統(tǒng)[2]。通常使用三相全控橋式整流電路向電動機供電[2]，因此控制電動機的旋轉(zhuǎn)速度，以往的控制系統(tǒng)采用晶體管和各種線性運算電路[3]等模擬元件，在一定程度上滿足了生產(chǎn)要求，但元件的劣化和使用過程中容易受到外界的干擾，線路復(fù)雜，通用性差。控制效果因設(shè)備的性能、溫度等因素，系統(tǒng)運行特性發(fā)生變化，無法保證系統(tǒng)運行的可靠性和準確性，也會發(fā)生事故[4]。雙閉環(huán)直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)，在設(shè)計和調(diào)試過程中有很多參數(shù)需要計算和調(diào)整，運用傳統(tǒng)的設(shè)計方法工作量大，系統(tǒng)調(diào)試困難，將SIMULINK作為電機系統(tǒng)的模擬研究，近年來成為人們研究的熱點[5]。另外，MATLAB軟件具有結(jié)構(gòu)模型簡單、動態(tài)修正參數(shù)容易控制系統(tǒng)、接口友好、功能強大等優(yōu)點，是動態(tài)建模和模擬中最廣泛的軟件包之一有[6]?？梢允褂檬髽恕袄L制”模型窗口所需的控制系統(tǒng)的模型[7]，然后可以利用SIMULINK所提供的功能來模擬或分析系統(tǒng)，使得復(fù)雜系統(tǒng)的輸入變得相當容易和直觀[8-10]。本論文采用工程設(shè)計方法輔助設(shè)計了旋轉(zhuǎn)速度、電流雙閉環(huán)直流速度調(diào)整系統(tǒng)，選擇適當?shù)恼{(diào)整器結(jié)構(gòu)，進行參數(shù)計算和近似檢查，構(gòu)建了制動、抗電網(wǎng)電壓擾動和抗負荷擾動的MATLAB/SIMULINK模擬模型，構(gòu)建了旋轉(zhuǎn)速度分析和調(diào)整度和模擬波形，完善雙閉環(huán)直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)[11-13]。1.2研究意義直流馬達具有良好的啟動、制動性能、調(diào)速性能良好、啟動轉(zhuǎn)矩大、范圍廣、易調(diào)快等優(yōu)點。那個速度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)在以前的工業(yè)控制中占有非常重要的地位。直流電動機廣泛應(yīng)用于壓延機、礦井揚機、挖掘機、海洋挖掘機、金屬切削機、造紙機、高層電梯等需要高性能控制的電力的領(lǐng)域。直流電機廣泛用于家用電器、電子儀器、電子玩具、錄像機及各種自動控制。在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中，在自動控制系統(tǒng)、電子設(shè)備、家電產(chǎn)品、電子玩具等方面，直流電機都得到了廣泛的應(yīng)用。大家都知道的錄音機、唱片機、錄像機、電腦等不能缺少直流馬達。所以，直流馬達的控制是非常實用的技術(shù)。近年來，交流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的發(fā)展很快，但dc藥物系統(tǒng)在理論上和實踐上都很成熟。從反饋閉環(huán)控制的角度來看，也是交流拖拽控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，dc速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中起著很大的作用。隨著電力技術(shù)的發(fā)展，特別是在大功率電子部件上市后，直流電動機的拖拽傾向于被交流電動機慢慢拖動來代替，而中、小功率則采用永久磁直流電動機。只需控制電機電路就比較簡單。特別是在高精度位伺服控制系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)性能高或要求較大扭矩的地方，直流馬達仍然被廣泛使用。直流速度控制系統(tǒng)中最典型的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)速度、直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。DC速度調(diào)整系統(tǒng)的設(shè)計必須觀察相對多的性能，以完成開環(huán)速度、單閉環(huán)速度、雙閉環(huán)速度等過程。而且計算參數(shù)很多，往往不能如愿以償。在設(shè)計中使用MATLAB中的SIMULINK工具支持設(shè)計的情況下，因為可以構(gòu)建控制系統(tǒng)的動態(tài)模型，直觀地快速地觀察各個點的波形，所以提高速度調(diào)整系統(tǒng)的性能，重復(fù)修改動態(tài)模型可實現(xiàn)，無需反復(fù)拆裝、調(diào)整實物模型。MATLAB中的動態(tài)建模、模擬工具SIMULINK具有模塊結(jié)構(gòu)方便、性能分析直觀等優(yōu)點，可縮短產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程，也可虛擬實驗平臺[3]。因此，研究這個課題有實際意義。1.3發(fā)展現(xiàn)狀在這個廣泛運用電控的時代，能源傳輸、電機在當今的生產(chǎn)和我們的生命中發(fā)揮是非常重要的，在工業(yè)制造方面[14]，外出運行，宇宙、生活療養(yǎng)、貿(mào)易和我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫脑O(shè)備，或者在生活中尋找實用的電器，普遍使用各種電器。據(jù)專家統(tǒng)計，我國使用電器的人數(shù)達60%[15]。由此可見，電機在我們的日常生活中起著不可忽視的重要作用，速度控制系統(tǒng)在我們這個時代的電機操作系統(tǒng)中，自主調(diào)度系統(tǒng)的使用是最大的，根據(jù)目前的發(fā)展趨勢，我們需要的是由于對東西功能的要求越來越高，生產(chǎn)的物品必須自己改變速度[16-18]。在這個智能化系統(tǒng)控制下的今天，電氣系統(tǒng)已經(jīng)全部進入了自動化時代，在以前的生產(chǎn)過程中，體力和時間浪費得太多了?，F(xiàn)在一體化了人氣，我們可以輕松完成生產(chǎn)，提高生產(chǎn)可靠的地方，穩(wěn)定，這樣不僅節(jié)約了時間，還提高了勞動生產(chǎn)率，提高了綜合國力。由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較大，控制器可控制的數(shù)據(jù)較大，該系統(tǒng)的規(guī)劃和校準比較復(fù)雜，必須具有效果廣泛、簡單的模擬設(shè)計場所[19]，MATRAB發(fā)布的Simlink這樣動態(tài)系統(tǒng)的模擬記錄變得很簡單，Simlink有足夠的控制工程和系統(tǒng)計算專業(yè)的函數(shù)，具有豐富的數(shù)學(xué)評估功能[20-22]。并且具有簡便圖形的制作效果。在Simlink中繪制系統(tǒng)的動態(tài)圖形模型，形成單一的程序，可以對該系統(tǒng)進行模擬，效率好，情況好。這一系統(tǒng)的規(guī)劃顯示給我們帶來了很大的方便，Matlab在學(xué)術(shù)和許多現(xiàn)實規(guī)模中普遍使用，成為全球控制界最流行的語言和工具[23]。1.4主要工作課題的主要工作：根據(jù)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)設(shè)計書的規(guī)定條件和要求，確定了整個方案。旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉環(huán)直流調(diào)節(jié)速度、（2）直流電機主電路的設(shè)計，選擇合適的輸精管部件，計算恒基參數(shù)，并計算輸精管保護電路，包括設(shè)計觸發(fā)電路，還繪制了雙封閉直流調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)和動態(tài)結(jié)構(gòu)圖。（3）控制電路的設(shè)計包括旋轉(zhuǎn)速度、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計，計算系統(tǒng)參數(shù)和傳遞函數(shù)。（4）計算的參數(shù)和傳遞函數(shù)在MATRAB中建立了系統(tǒng)模型，分析了模擬結(jié)果。課題重點和難點：重點工作是：設(shè)計一個控制直流電動機雙配對速度的系統(tǒng)，工作難點是系統(tǒng)如何調(diào)整直流電機速度、電流雙配對速度?；静糠质菫槭裁匆肞I進行調(diào)節(jié)，快速調(diào)節(jié)，達到提高穩(wěn)定性的要求，如何實現(xiàn)觸發(fā)脈沖的位相、頻率以及同步脈沖。第2章系統(tǒng)方案設(shè)計2.1電動機參數(shù)及設(shè)計要求具體設(shè)計要求：（1）通過PID控制器調(diào)整馬達的運行和速度，建立MATRAB設(shè)計的控制器模型進行模擬；（2）系統(tǒng)要求過電流、過壓、超負荷保護；（3）請求觸發(fā)脈沖的故障封鎖能力。2.2方案選擇及系統(tǒng)框圖2.2.1方案一：轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流電機調(diào)速系統(tǒng)封閉型系統(tǒng)比開放型系統(tǒng)有以下優(yōu)點。（1）減速少，特性堅硬。（2）系統(tǒng)的停車率降低，穩(wěn)定速度高。（3）系統(tǒng)的調(diào)速范圍大大提高，獨立的轉(zhuǎn)速封閉調(diào)速系統(tǒng)是最基本的反饋控制系統(tǒng)，具有反饋控制系統(tǒng)的基本規(guī)律，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖在圖3.1中體現(xiàn)。圖3.1轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖ASR-轉(zhuǎn)數(shù)環(huán)GT-觸發(fā)裝置TA-變壓器TG-速度測量發(fā)電機Un/Un-旋轉(zhuǎn)速度指定電壓和旋轉(zhuǎn)速度反饋電壓2.2.2方案2：旋轉(zhuǎn)速度，電流雙封閉直流電動機速度調(diào)整系統(tǒng)使用旋轉(zhuǎn)速度的負反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉合速度系統(tǒng)，系統(tǒng)可以在穩(wěn)定狀態(tài)下實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)速度的無政府差，當系統(tǒng)對動態(tài)性能要求較高時，如急剎車、突起負載的動態(tài)速度下降等單一封閉系統(tǒng)無法滿足需求，這是因為需要封閉系統(tǒng)，無法完全控制動態(tài)過程的電流和談話。為了分別起到旋轉(zhuǎn)速度和電流兩個負面反饋的作用，在旋轉(zhuǎn)速度和電流的雙配對速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)整器，分別調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和電流，在它們之間進行串聯(lián)，良好的靜態(tài)和動態(tài)雙焦點系統(tǒng)的兩個調(diào)整器一般使用PI調(diào)節(jié)器來獲得性能，圖中旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的輸入，是電流調(diào)節(jié)器的輸出控制電力電子轉(zhuǎn)換器。圖3.2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖ASR—轉(zhuǎn)速環(huán)節(jié)ACR—電流環(huán)節(jié)GT—觸發(fā)裝臵TG—測速發(fā)電機TA—電流互感器2.2.3方案三：雙閉環(huán)脈寬調(diào)速系統(tǒng)一般運動、靜態(tài)性能良好的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉控制方式，脈沖寬度的速度調(diào)整也不例外；雙配對脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖為脈沖寬度調(diào)制器UW，調(diào)制波產(chǎn)生器GM，邏輯延遲環(huán)DMD，基于功率晶體管的驅(qū)動GD，其中最重要的組成要素是脈沖寬度調(diào)制器，脈沖寬度調(diào)制器是電壓-脈沖寬度轉(zhuǎn)換裝置，由電流調(diào)節(jié)器ACR輸出的控制電壓Uc控制，PWM設(shè)置所需的提供脈沖信號，脈沖寬度與Uc成比例。UPW-脈沖寬度調(diào)制器GM調(diào)制波發(fā)生器GD-Bess帶驅(qū)動器DMD-邏輯延遲環(huán)PWM-脈沖寬度調(diào)制轉(zhuǎn)換器FA-瞬間啟動的限制電流保護通過三個方案的比較，旋轉(zhuǎn)速度的單一封閉速度調(diào)整系統(tǒng)在穩(wěn)定的系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定，但在要求動態(tài)性能的高系統(tǒng)中，在單一封閉環(huán)系統(tǒng)中，根據(jù)需求，完全控制動態(tài)過程的電流和談話不得已，在旋轉(zhuǎn)速度、電流雙閉環(huán)的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和電流可獲得良好的靜態(tài)、動態(tài)性能，該設(shè)計最終采用方案2，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度、電流雙閉合速度全部。2.3系統(tǒng)工作原理2.3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性[24]為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖圖3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖圖3.4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析靜態(tài)特性的關(guān)鍵在于掌握這種PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定特性，通常有兩種情況，飽和-輸出達到無限值，不飽和-輸出達不到無限值，當調(diào)整器處于飽和狀態(tài)時，出口是固定值，進口是固定值如果輸入信號不影響出口，相反，如果輸入信號存在，那么調(diào)整器就會從飽和狀態(tài)中退出。飽和調(diào)整器意味著要暫時切斷與輸入輸出的連接，打開調(diào)節(jié)路徑。調(diào)整器不飽和時，PI作用總是輸入偏向電壓U在穩(wěn)定狀態(tài)下為0，實際上正常工作時電流調(diào)節(jié)器不會達到飽和狀態(tài)，因此只有在旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器飽和、不飽和的兩種情況下才存在靜態(tài)特性[25]。其中封閉型速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的靜態(tài)特性是當負載電流小于Idm時，作為旋轉(zhuǎn)速度的非正常差出現(xiàn)，其中旋轉(zhuǎn)速度的負反饋起著主要作用，當負載電流達到Idm時，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器發(fā)揮主要的調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)電流差，電流自動保護，使用兩個PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生內(nèi)外兩個封閉效果，這種靜態(tài)特性是電流停止負面反饋的單一封閉型系統(tǒng)的但是實際運算放大器的開放擴大系數(shù)并不是無限大。特別是在使用“準PI調(diào)整器”避免零點移動的情況下，兩個靜態(tài)特性團實際上存在著小的靜態(tài)差異，在圖3.4中顯示為虛線。從圖3、4可以看出雙封閉速度調(diào)整系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下運行，當兩個調(diào)整器不飽和時，各變量之間有以下關(guān)系：根據(jù)上述關(guān)系，在穩(wěn)定狀態(tài)下運行，旋轉(zhuǎn)速度n由給定電壓Un確定，ASR的輸出量Ui由負載電流IdL確定，控制電壓Uct的大小取決于n和Id，或者取決于UU和IdL，這種關(guān)系取決于P反映了與調(diào)整期不同的PI調(diào)整器的特點，比例環(huán)節(jié)的出口量總是與進口量成正比，而PI調(diào)整器則不是，出口量的穩(wěn)定值與輸入無關(guān)，取決于后面環(huán)節(jié)的需求，有PI調(diào)節(jié)器，能輸出多少？鑒于此特點，雙封閉速度調(diào)整系統(tǒng)的穩(wěn)定參數(shù)計算與單一封閉環(huán)的靜態(tài)差完全不同，但與非靜態(tài)車系統(tǒng)的穩(wěn)定計算相同。即，基于所有調(diào)整期的反饋值計算的反饋系數(shù)：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù):電流反饋系數(shù):兩個給定電壓的最大值是受運算放大器的允許輸入電壓限制的。2.3.2雙閉環(huán)系統(tǒng)啟動過程分析其中，封閉控制的重要目的是獲得接近理想的操作過程，因此，在分析雙重封閉速度調(diào)整系統(tǒng)的動態(tài)性能時，首先要研究操作過程，在操作過程中，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和和飽和因此，整個過渡過程分為三個階段，I階段0~t1是電流上升階段，突然進入給定電壓U后，通過兩個調(diào)整器的控制作用，使Uct、Ud0、Id上升，IdIdL之后電動機開始旋轉(zhuǎn)，機械慣性的作用因此，旋轉(zhuǎn)速度不快，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差電壓（Unnn數(shù)值大，出口速度快，限制幅度Um，強制電流Id級上升。在Idm中，UiUim和電流調(diào)節(jié)器的作用表明Id沒有快速生長，這個階段已經(jīng)結(jié)束。在這個階段，ASR在飽和狀態(tài)下很快就達到飽和狀態(tài)，但是ACR一般處于不飽和狀態(tài)，確保電流循環(huán)道路的調(diào)節(jié)作用。第二階段t1~t2是電流恒定電流升速階段，在電流升至最大值的Idm以旋轉(zhuǎn)速度給出的值n（即，靜態(tài)特性上n0）為靜電流速階段，是啟動中的主要階段，在這個階段，ASR始終處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)數(shù)環(huán)處于開放狀態(tài)，系統(tǒng)是一個具有恒定電流的Uim作用的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，大體上是一個一定的保持電流（電流可以調(diào)節(jié)，也有不能調(diào)整的情況，取決于電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)），因此系統(tǒng)的加速度固定，旋轉(zhuǎn)速度直線增加，同時電動機的反電力E也呈線性增加，對于電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，這一反戰(zhàn)電勢是線性漸增攝影運動量，為了克服這一拍攝，Ud0和Uct也大體上進行線性增加，從而維持Id航程，電流調(diào)節(jié)器ACR是PI調(diào)節(jié)器，當出口量線性增加時，偏差電壓在輸入UiUmui時，必須有一定的常數(shù)。另外，為了確保電流循環(huán)的這種調(diào)節(jié)作用，在運行過程中，電流調(diào)節(jié)器不飽和的同時，整流裝置進行的最大電壓Udm也必須有富余。Ⅲ階段t2后進入旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)階段，該階段旋轉(zhuǎn)速度已達到指定值，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器的供給與反饋電壓的均衡，輸入偏差為0，但由于其輸出通過點作用維持在無限Uim，電機加速到最大電流，必須以旋轉(zhuǎn)速度加速轉(zhuǎn)移，旋轉(zhuǎn)速度被調(diào)控后，ASR輸入端產(chǎn)生負電壓，退出飽和狀態(tài)而且，其出口電壓和ASR的給定電壓Ui立即從無限制數(shù)值下降，主電流Id也隨之下降。但是Id比負載電流IdL大，所以旋轉(zhuǎn)速度持續(xù)上升了一段時間。Id“IdLSecret的dnt=0，轉(zhuǎn)數(shù)n峰值（t3點）此后，馬達在負載電阻下開始減速，電流Id也出現(xiàn)了比Idl小的部分，穩(wěn)定地（直到調(diào)整器參數(shù)調(diào)整為止），在最后的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整階段，ASR和ACR處于不飽和狀態(tài)，同時起到調(diào)節(jié)作用，因為調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度是外環(huán)，所以ASR占據(jù)主導(dǎo)地位，ACR的作用是讓Id快速跟上ASR的出口量Ui流動，或者電流內(nèi)部是電。如上所述，雙封閉速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行過程有三個特點。（1）飽和非線性控制[1]有ASR的飽和和不飽和，整個系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)，ASR飽和時，旋轉(zhuǎn)速度的循環(huán)是靜電流調(diào)節(jié)的單閉合系統(tǒng)，當ASR不飽和時，旋轉(zhuǎn)速度環(huán)關(guān)閉，整個系統(tǒng)是無定差調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流內(nèi)電路表現(xiàn)為電流手動系統(tǒng)，在不同的情況下，不同結(jié)構(gòu)的線性表示系統(tǒng)，這是飽和非線性控制的特點，簡單應(yīng)用線性控制理論，分析和設(shè)計這些系統(tǒng)，可以采用段線性化方法，分析轉(zhuǎn)換過程也必須注意初始狀態(tài)。前一階段的結(jié)束狀態(tài)是后一階段的初始狀態(tài)，如果初始狀態(tài)不同，即使控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)沒有變化，轉(zhuǎn)換過程也不同。(2)準時間最優(yōu)控制操作中的主要階段是第II階段，靜電流速階段，其特點是電流保持穩(wěn)定，被選為一般允許的最大值，充分發(fā)揮發(fā)動機超負荷能力，使操作過程最快，這一階段是有限電流在條件下屬于最短時間控制或時間最佳控制，但整個操作過程在圖3.6中與理想的快速操作過程相比有所差異，主要是I、II兩段電流不會突然改變，但這兩個小時整體運行在時間中只占好的成分，不會對大局面造成危害，所以雙重封閉速度系統(tǒng)的運行過程可以說是“時間最佳控制”過程，如果要追求嚴格的最佳控制，控制結(jié)構(gòu)就要復(fù)雜，獲得的效果有限采用飽和非線性控制方法，在正確的時間內(nèi)實現(xiàn)最優(yōu)化控制，通常是應(yīng)用于各種多環(huán)控制系統(tǒng)的實際價值控制策略。（3）旋轉(zhuǎn)速度和沖壓使用飽和非線性控制，運行過程結(jié)束后進入Ⅲ級和旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)階段后，必須將旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整器從飽和狀態(tài)中退出，根據(jù)PI調(diào)整器的特性，只要過充電旋轉(zhuǎn)速度，ASR的輸入偏差電壓Un為負值，ASR可脫離飽和狀態(tài)，即使用PI調(diào)節(jié)器雙封閉速度系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度動態(tài)響應(yīng)必須被初始化，在一般情況下，旋轉(zhuǎn)速度稍微超過標準值，實際運行時沒有太大的影響，如果工程上不允許沖撞，就不能采取其他措施。最后要指出，制動管整流器的輸出電流是單向的，所以踩剎車時不能發(fā)生反饋制動Talk，因此，不可抗拒的雙封閉速度調(diào)整系統(tǒng)有很快的操作過程，但制動時電流如果是0的話，只能自由停車。如果需要踩剎車的話，只能使用防止能源消耗的剎車和電子機器制動器。減少速度也是一樣的。這種問題在空車移動的時候也有可能發(fā)生。這時啟動的第III在階段中，電流急劇變?yōu)?，不能變?yōu)樨?，發(fā)生斷斷續(xù)續(xù)的動態(tài)電流，旋轉(zhuǎn)速度的震動加劇，轉(zhuǎn)移過程變長，這也是非線性元素。2.3.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾動性能一般來說，雙重封閉速度調(diào)整系統(tǒng)具有良好的動態(tài)性能[26-28]。（1）動態(tài)根據(jù)雙封閉速度系統(tǒng)的性能，在運行和升速之間，電流在發(fā)動機超負荷能力受到限制的條件下，表現(xiàn)出快速動態(tài)追蹤性能，在減速過程中，主電路電流的不可逆性導(dǎo)致性能下降，對于電流內(nèi)循環(huán)《綠色建筑評價標準》應(yīng)強調(diào)在設(shè)計調(diào)整機時具有良好的追蹤性能。（2）動態(tài)加擾性能1.防止負載透露，負載透露僅在電流循環(huán)道路后的旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器上起到擾亂作用。因此，如果突然增加負荷（減少），會導(dǎo)致動態(tài)速度下降（升）。為了降低動態(tài)減速器，設(shè)計ASR做的時候需要系統(tǒng)更好的阻力指標，ACR的設(shè)計只要電流循環(huán)道路有良好的跟蹤性能就可以[1]。2.恒電網(wǎng)電壓攝影配電網(wǎng)電壓攝影與負荷攝影在系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖中作用的位置編制不同，系統(tǒng)對動態(tài)的干涉效果也不同，配電網(wǎng)電壓紊亂的作用點離調(diào)節(jié)量更遠，其變動首先是電子慣性的受到干擾后，會影響電動機的電流，也可以通過機械電慣性的延遲反映在旋轉(zhuǎn)速度上，雙重封閉型速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中電流的內(nèi)環(huán)被增設(shè)，這一問題得到了很大的改善，電網(wǎng)的電壓障礙在電流環(huán)上當圍繞電壓發(fā)生變化時，可根據(jù)電流反饋迅速調(diào)整，影響旋轉(zhuǎn)速度后，無需對系統(tǒng)作出反應(yīng)，因此雙封閉環(huán)速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于配電電壓波動導(dǎo)致的動態(tài)速度下降比單閉環(huán)系統(tǒng)矮小。2.3.4雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的作用1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用（1）旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)n施加的電壓，隨著Un（2）的變化，負載變化的干涉作用發(fā)生變化，在穩(wěn)定的狀態(tài)下沒有差異。（3）飽和功率限制值是系統(tǒng)最大電流的給定值，起到飽和非線性控制作用，實現(xiàn)系統(tǒng)以最大電流運行的過程。2.電流調(diào)節(jié)器的作用（1）對配電的電壓變動起到防止快速干擾的作用。受到限制，起到高速安全保護的作用。故障消失后，系統(tǒng)會自動恢復(fù)正常。2.4直流電機速度控制仿真研究原理驅(qū)動信號調(diào)節(jié)TL494的脈沖寬度后，將H腿作為驅(qū)動電路的作業(yè)功率提供給直流電路，該驅(qū)動電路容易實現(xiàn)直流電動機的4上限動作，分別對應(yīng)正電、靜電制動和反制動，動力MOST的輸入電阻為該大開關(guān)速度快，具有無二次破壞的特點，為了滿足高速切換動作的需求，經(jīng)常使用的電力MOST組成了H橋電路的橋牌，H橋電路的4個動力MOST分別采用N通道類型和P通道類型[29]。雖然使用過，但是P頻道的動力MOSFET一般不用于下巖驅(qū)動電動機，H橋由N頻道的力量MOSFET兩個和P頻道的力量MOSFET兩個構(gòu)成。P頻道的力量MOST？FET的性能比N通道功率的MOSFET弱，驅(qū)動電流少，多用于功率低的驅(qū)動電路，N通道功率MOSFET載波的轉(zhuǎn)移率高，頻率響應(yīng)好，引入線大，此外連接電流，減少電阻，可降低成本，縮小面積，因此我們利用其高性能優(yōu)勢操作雙極晶體管，采用IGBT電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用進行作業(yè)，進行時（機械操作飽和區(qū)）的集電極與發(fā)射極之間的正向電壓Vf開發(fā)（1V），因此IGBT區(qū)塊可以作為模型使用，是設(shè)備。IGBT區(qū)塊是不受模擬網(wǎng)格電流控制的機器或IGBT[30]。開關(guān)信號（1/0）由模擬軟件控制。直流馬達使用預(yù)置模式（5HP24v1750rpm），它是風(fēng)扇型模擬負載（負載談話和速度的平方比例）。電動機的電壓從0到240V，在一個周期脈沖發(fā)生器中指定的（碎片）從0到100%不同。第3章雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的具體設(shè)計說明3.1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計方案1.供電方案選擇：變壓器速度是直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要方法，調(diào)整電動機供電電壓所需的電源一般有三種：旋轉(zhuǎn)電流單元、停止控制整流器、直流轉(zhuǎn)換器和脈搏寬度調(diào)制器[2]，旋轉(zhuǎn)電流部門稱之為G-M系統(tǒng)，交流由電流和直流發(fā)電機組成，可以調(diào)節(jié)直流電壓，速度調(diào)節(jié)要求不高，適用于要求逆行的系統(tǒng)，設(shè)備多，體積大，費用高，效率低，不方便維持，使用可停止的控制整流器是。例如，使用使用水晶門電極管的控制整流器，獲得可調(diào)節(jié)的直流停止控制整流器。這也被稱為V-M系統(tǒng)電壓，在觸發(fā)器上調(diào)整GT的控制電壓，移動觸發(fā)器脈沖的位相，在Ud上發(fā)生變化，調(diào)節(jié)柔和的速度，控制作用的高速性突出，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，直流調(diào)桿和脈沖寬度調(diào)制開關(guān)使用PWM向直流或無法控制的整流電源供電，利用直流桿或脈沖寬度調(diào)制變頻器產(chǎn)生可變的平均電壓，僅限于設(shè)備的各個量，適用于輸出系統(tǒng)，根據(jù)該設(shè)計的技術(shù)要求和特點選擇V-M系統(tǒng)。在V-M系統(tǒng)中，當執(zhí)行器施加電壓時，可以簡單地改變移動觸發(fā)GT的輸出脈沖的地位，因為直流電壓的脈動小，所以使用三相整流電路，考慮到簡化電路，滿足經(jīng)濟和性能的要求因此，選擇三相電力控制橋整流器供電方案，三相橋整體控制整流電壓的脈動頻率高于三相半波，所需的平波電阻減量相應(yīng)減少一半，這是三相橋整流電路的一大優(yōu)勢。晶門電極管控制整流器，無噪音，無磨損，反應(yīng)快，體積小，重量輕，投資性強，工作可靠，能耗小，效率高.而且發(fā)動機容量大，電流脈動小，再次也就是說，選擇并使用三相電力控制交流電路的電力供應(yīng)方案。2.總體結(jié)構(gòu)選擇電動機規(guī)定的電壓為220V，以確保供電質(zhì)量，用三相減壓變壓器降低電源電壓。為了避免第三次諧波引起的電源干擾，主變壓器連接到D/Y.為了簡化線路，由KC04組成的6脈沖集成觸發(fā)電路的選擇是可靠的，體積小。因為要求速度調(diào)節(jié)的精密度，所以良好為了獲得靜態(tài)和動態(tài)性能，選擇旋轉(zhuǎn)速度和電流雙閉環(huán)的速度調(diào)整系統(tǒng)，兩個調(diào)整器使用PI調(diào)整器限制和保護電流反饋，當發(fā)生故障電流時使用快速保險絲。切斷其中，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)采用減壓調(diào)控方式，女子繞組要保持一定水平。女子繞組可通過三相不控制橋整流電路供電，電源可從主變壓器的第二方面引入，旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉速度調(diào)整系統(tǒng)的原理圖如圖3.1所示。圖3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖3.2主電路設(shè)計與參數(shù)計算直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)由輸精管直流電動機組成的主要電路部分包括交流電源、輸精管可控制的整流器、同步6脈沖觸發(fā)、移動控制部分、電機等幾個部分，在電源進入主電路之前，首先連接空氣開關(guān)，并將主保護電路，隨著整流變壓器的T電壓下降，電源由380V（AC）變?yōu)?20V（AC），通過各上高速保險絲連接到方路管全教工整流電路，這三個熔斷器主要保護晶體柵極管，用作電流保護裝置變壓器在第一批和第二批和電壓保護方面也采用了耐吸收保護電路。工業(yè)用供電電壓為AC380V，電動機規(guī)定電壓為220V，需通過高壓變壓器達到系統(tǒng)要求；本設(shè)計采用直流馬達，請通過整流電路將直流電壓設(shè)定為連續(xù)直流電壓；為了避免對電源的干擾，整流變壓器采用了連接到D/Y-11的3相電源控制橋方式。U2是一個重要參數(shù)，太低不能保證出口額定電壓，選擇大的慢角隨著阿爾法增大，功率因數(shù)下降，整流部件的耐壓增加，安裝成本增加，二次上電壓計算比較準確為此，應(yīng)考慮以下因素。（1）最小控制角min.一般可逆?zhèn)鲃酉到y(tǒng)min采用30-35的范圍。（2）電網(wǎng)電壓發(fā)生變動，通過規(guī)定的電網(wǎng)觀察5%的變動（10%是在電網(wǎng)電壓最低的情況下確保最大電流出口電壓考慮到普通波動系數(shù)0.9（3）變壓器泄漏導(dǎo)致的交換壓力下降（4）電容器或整流二極管正常電壓下降U1.電路特性是將在柵極電極上觸發(fā)和提供電流的電路稱為觸發(fā)電路，觸發(fā)電路分為異常觸發(fā)和零觸發(fā)，異常觸發(fā)改變各循環(huán)的導(dǎo)向點或控制角，以改變出口電壓和功率為目的。實現(xiàn)，過載觸發(fā)器在設(shè)定時間間隔內(nèi)改變溝通頻率，實現(xiàn)電壓和功率的控制，本設(shè)計應(yīng)滿足以下要求：輸出（電壓和電流）觸發(fā)觸發(fā)觸發(fā)電路發(fā)出的觸發(fā)信號對晶體門和陰極起作用，觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，脈沖傳單要盡可能陡峭，部件溝通后發(fā)生陽極電流，快速上升電流就會流動觸發(fā)脈沖必須與網(wǎng)關(guān)的陽極電壓同步，脈沖移動范圍必須滿足電路要求。3.3直流調(diào)速系統(tǒng)的保護晶體柵極管具有易交換且無噪音的優(yōu)點.設(shè)計晶體柵極管電路除了精確選擇晶體管柵極管的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還應(yīng)采取必要的過電壓、過電流保護措施要醉，正確的保護是閥門能否正常運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵[31-33]。由于無法從根本上消除電壓的根源，只能在安全限度內(nèi)抑制過電壓的幅度。這是保護過電壓的基礎(chǔ)思想，抑制電壓的方法只有三種，在非先行部件中限制電壓寬度，通過抵抗消耗產(chǎn)生電壓的能量，通過能量儲存所吸收產(chǎn)生電壓的能量在實際應(yīng)用中，總是根據(jù)需要在電路的其他部分選擇不同的方法，在同一部分同時使用兩種不同的保護方法，分為過電壓保護部位，交流側(cè)過電壓保護、直流側(cè)過電壓保護、設(shè)備兩端過電壓保護三種有。1.交流側(cè)保護電源變壓器的第一側(cè)突然踩剎車，突然切斷變壓器的女電流。鐵心的磁鐵在短時間內(nèi)發(fā)生了很大的變化。變壓器的第二次感應(yīng)發(fā)生高瞬時和電壓。這種過電壓可以用電阻來保護，電容器兩側(cè)的電壓不能突然變化，可以限制變壓器的二次電壓變化率，限制瞬時電壓上升的等級，電容器可以限制變壓器鐵芯的磁能轉(zhuǎn)化為電容器，串聯(lián)電阻可消耗部分能量來抑制LC電路的振動。（1）安裝在變壓器側(cè)擋板上的變壓器側(cè)擋板電路2.直流側(cè)過電壓保護如果將馬達設(shè)定為負載，電流裝置的直流側(cè)也會產(chǎn)生電壓，設(shè)置在直流端的高速開關(guān)突然切斷超負荷電流，電源變壓器中儲存的能量釋放也會產(chǎn)生電壓，交流方面的過電壓保護是抑制過電壓的雖然起作用，但過載時變壓器的保存能量比空載時大。這種過電壓通過通柵管反映在直流側(cè)，減壓電阻是非線性電阻，具有相反的急復(fù)案特性，抑制過電壓能力強，反應(yīng)速度快，自身體積小，目前比較好的過電壓保護部件她的主要缺點是持續(xù)的平均功率很少。3.4控制電路設(shè)計在控制系統(tǒng)中，如果按比例進行調(diào)整，系統(tǒng)就會有穩(wěn)定、充分的穩(wěn)定引導(dǎo)，達到穩(wěn)定性能滿足、穩(wěn)定速度消除的階段，即比例放大器的反饋控制封閉速度系統(tǒng)將加快步伐，進速調(diào)整系統(tǒng)，比例積分調(diào)整器的封閉速度調(diào)整系統(tǒng)是非正常調(diào)控系統(tǒng)，由PI組成的單轉(zhuǎn)數(shù)閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)速度的無政府差，但是在系統(tǒng)動態(tài)性能上如果要求高，就不能滿足單一封閉系統(tǒng)。例如，需要急剎車，負荷突然發(fā)生，動態(tài)快速下降，在允許條件下，為了最快的運行，維持電流最大值的恒定流動過程很重要，根據(jù)反饋控制規(guī)律，如果某個物理量的負面影響通過V反饋，這一量幾乎不會改變，使用負電流反饋可以獲得類似的恒定電流過程，系統(tǒng)提供兩個調(diào)整器，分別起到旋轉(zhuǎn)速度和電流兩個負面反饋的作用，分別調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度和電流。即，分別引入旋轉(zhuǎn)速度的負面反饋和電流負面反饋，夾在兩者之間（或串聯(lián)）。旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的輸入，通過電流調(diào)節(jié)器的輸出控制電力電子轉(zhuǎn)換器做。設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是從內(nèi)部環(huán)節(jié)逐步向外擴展到一個環(huán)節(jié)，這部分的設(shè)計首先從電流環(huán)開始，先設(shè)計電流調(diào)節(jié)器，然后將整個電流環(huán)作為調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度系統(tǒng)的一環(huán)設(shè)計旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器。第4章調(diào)速系統(tǒng)的仿真本次系統(tǒng)模擬使用目前流行的控制系統(tǒng)模擬軟件MATRAB，將控制系統(tǒng)模擬為計算機的主要方法有兩種，一種是基于控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，使用MATRAB的Simprink工具箱因此，進行計算機模擬研究，另一種是以控制系統(tǒng)為對象的電氣原理結(jié)構(gòu)圖，利用功率System工具箱模擬速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的新方法，本系統(tǒng)模擬采用以前的方法[34]。4.1MATRAB簡介和調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的建立MATRAB是一個數(shù)據(jù)處理、圖像處理、方便的交互程序。Windows程序設(shè)計等工具，提供圖像信號處理、自動控制、電力、生物醫(yī)學(xué)工學(xué)、語音處理信號分析、雷達工學(xué)、振動理論、順序分析和建模、化學(xué)統(tǒng)計學(xué)、應(yīng)用于優(yōu)化設(shè)計等領(lǐng)域，是一款在許多科學(xué)研究和工程師中都很受歡迎的工具軟件[35-37]。MATRAB最突出的特點是簡潔，MATLAB更直觀，更符合人們的思維方式和習(xí)慣，取代了C和FORTRAN語言的冗長代碼，MATRAB帶給用戶最直觀、最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境MATRAB有以下特點：（1）語言簡潔縝密，使用方便，靈活性強，庫函數(shù)豐富（2）運算豐富（3）MATLAB結(jié)構(gòu)化控制門（如for循環(huán)、while循環(huán)、具有break語法和if語句，具有針對對象進行程序設(shè)計的特性（4）程序限制不嚴格，程序設(shè)計自由度大（5）程序移植性很好，基本上不修改的話，各種類型的電腦和運營可以在系統(tǒng)中運行，（6）MATRAB的圖形功能很強。（7）MATRAB的缺點是，與其他高級程序相比，程序的運行速度較慢。因為MATRAB程序不進行編譯等事前處理，不制作可執(zhí)行的文件，所以程序因為是解析執(zhí)行，所以速度較慢。（8）功能較強的工具盒是MATRAB的另一個特點。（9）源程序的開放性。開放性可能是MATRAB最受歡迎的特點。旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要電路模型主要由交流電源、同步脈沖起始器、晶體柵極管、平波電阻器、直流電動機等組成，旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉系統(tǒng)控制電路由給定環(huán)、ASR、ACR、電流包括反饋、速度反饋等，基于旋轉(zhuǎn)速度、電流雙封閉型直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理度及計算參數(shù)，在MATRAB模型窗口下構(gòu)建雙封閉型直流速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的MATRAB/SIMULINK動態(tài)模擬模型。4.2直流電機H橋關(guān)于H橋的驅(qū)動的設(shè)計4.2.1H橋驅(qū)動電路以下是典型的直流電機控制電路，電路名為“H橋牌驅(qū)動器”的原因與字母H相似，4個三極管由H的4個垂直橋組成，電機在H中。如圖所示，H布里奇電機的驅(qū)動電路包括4個3極管和1個電動機，啟動馬達必須通過對角線上的1對3極管，根據(jù)不同三極管的連接情況，電流從左到右或右向左移動，可以控制發(fā)動機的方向。圖4.1H橋驅(qū)動電路要啟動馬達，必須通過對角線上的1對3極管，如圖所示，Q1管和Q4管連接后，電流從電源兩極經(jīng)過Q1，從左到右通過馬達，經(jīng)過Q4返回電源陰極。如電流箭頭所示，流動的電流使驅(qū)動馬達順時針方向旋轉(zhuǎn)，當3極管Q1和Q4通過時，電流從左向右流動，驅(qū)動馬達向特定方向旋轉(zhuǎn)（發(fā)動機周圍的箭頭是順時針方向）。圖4.2H橋電路驅(qū)動電機順時針轉(zhuǎn)動如下圖所示，當另一對TriplexQ2和Q3通過時，電流從右向左流動，當3極管Q2和Q3通過時，電流從右向左流動，驅(qū)動馬達向另一方向旋轉(zhuǎn)（發(fā)動機周圍的箭頭）逆時針方向）。4.2.2使能控制和方向邏輯驅(qū)動馬達時，最重要的是防止H腿上兩個相同側(cè)面的3極管同時通過，3極管Q1和Q2同時連接，電流從兩極通過2個3極管返回陰極，此時電路無3極管以外的負載因此，電路的電流達到最大值（該電流僅限于電源性能），有時還會破壞三極管[38-40]?；谏鲜鲈?，在實際驅(qū)動電路中，一般要利用硬件電路簡單控制三極管的開關(guān)。基于此創(chuàng)意的改進電路如下：在基本的H橋牌電路中添加了4個文科2個門。將4個文科相同的“能”連接到溝通信號上，通過這個信號控制整個電路的開關(guān)。兩個非人桶提供了8個方向，無論何時H橋的同一只腳只能帶動3個極管。圖4.3有控制方向和邏輯性的H橋電路以上方法有三個信號控制電動機的運行，兩個方向的信號和一個能量信號，DIR-L信號為0，DIR-R信號為1，能信號為1時，通過三極管Q1和Q4，電流從左向右流動的電動機（見下圖），DIR-L信號為1，DIR-R信號為0時，Q2和Q3通過，電流逆向流動。圖4.4從左向右流動的電動機電路信號和方向信號的使用在實際使用時很難用分離部件制造H橋。幸好現(xiàn)在市場上有很多包裝的H橋集成電路。電源、發(fā)動機、您可以連接控制信號，使用在規(guī)定的電壓和電流上非常方便，例如L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。4.3仿真的模擬這個例子是為了模擬從穩(wěn)定狀態(tài)開始的整體狀態(tài)和初始化。當240V的電流流動時，經(jīng)過Q1、Q2、Q3、Q4、Q1和Q4，馬達運轉(zhuǎn)。連接Q2和Q3導(dǎo)軌后，發(fā)動機反轉(zhuǎn)，可以根據(jù)發(fā)動機的反轉(zhuǎn)速度進行研究的電動機。速度.將用于力量轉(zhuǎn)換應(yīng)用程序的兩極晶體管（BJT）用作IGBT。打開該開關(guān)時（BJT在飽和區(qū)域運行）Vf的集電極和發(fā)射極之間發(fā)生正電壓（在1伏范圍內(nèi)）。因此，IGBT的塊在雙極晶體管可用于設(shè)備建模，該IGBT模塊不模擬柵極電流控制BJT或IGBT，開關(guān)由一個簡單鏈接的信號（1/0）控制，DC馬達使用預(yù)設(shè)模型（5馬力24V1750旋轉(zhuǎn)），它使用風(fēng)扇類型的負荷仿真將負載談話和速度設(shè)為十大平方，0到240伏的公費（脈沖發(fā)生器塊指定）從0變?yōu)?00%，可以改變電動機的平均電壓。H橋牌由四個BJT/二極管對（BJT以IGBT模型建模）組成，兩個晶體管同時通話，當Q1、Q4、Q2、Q3、Q1和Q4被傳送時，當正電壓被電動機和二極管施加時，Q1和Q3被關(guān)閉，以D2-D3運行。Q2和Q3被解除。如果負壓對電機和二極管造成危害，Q2和Q3會切斷D1-D4，連續(xù)進行2極管作業(yè)。馬達從占公費75%的正方方向開始（平均180V的直流電壓）.t=0.5秒.轉(zhuǎn)子電壓突然反轉(zhuǎn)，發(fā)動機向負方向移動。Scope1表示電機的旋轉(zhuǎn)速度，電子電流和負載談話，Scope2表示BJTQ3和二極管D3中流動的電流。圖4.5電流圖4.4仿真的分析電機所產(chǎn)生的波形的分析，我們可以從仿真圖得到電機速率運行的波形圖圖4.6電機的運行速率波形圖該圖為上下馬達的旋轉(zhuǎn)速度、馬達電流和負載談話的波形圖，一級波形為馬達轉(zhuǎn)數(shù)波形、T=0開始時馬達平均以180V的電壓運行，Q1和Q4通過，馬達開始向正方形旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)1000圈后達到最大旋轉(zhuǎn)速度。T=0.5秒，電樞電壓反轉(zhuǎn)。Q1和Q4OFF，Q2和Q3的溝通，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度0.5秒左右，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度為0開始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)1000圈時最大轉(zhuǎn)數(shù)。2段波形為電樞電流波形，T=0時馬達平均以180V的電壓運行，通過Q1和Q4向電動機的正確方向供電，當電流達到40A左右時，到達最大電流后逐漸下降到10A左右。T=0.5時，電動機的電壓開始逆方向旋轉(zhuǎn)。Q1和Q4的連接斷開，直到Q2和Q3的連接變成反電流，第三階段是負載談話波形，T=0開始后，發(fā)動機平均以180V的電壓運行，Q1和Q4通過，發(fā)動機開始向正確的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度逐漸增加，負荷談話也逐漸增加，達到最大轉(zhuǎn)數(shù)后負荷談話也最大。5前穩(wěn)定，T=0.5秒后，電樞電壓反轉(zhuǎn)，Q1和Q4OFF，Q2和Q3的溝通，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度0.5秒左右，發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度為0開始旋轉(zhuǎn)，負載談話達到最大電流時電流變小，因此，負載談話逆旋轉(zhuǎn)速度變小的幅度變慢，成為最大逆負荷談話。通過調(diào)整電機電壓的大小和方向，可以調(diào)節(jié)直流電動機的速度。4.5仿真結(jié)果運行模擬模型，以規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度和公轉(zhuǎn)運行，進行制動時輸出旋轉(zhuǎn)速度n（t）和管反饋電流i（t）的波形圖，進入給定電壓時，系統(tǒng)進入人員運行過程中，旋轉(zhuǎn)速度為0到最大旋轉(zhuǎn)速度增加，系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用中旋轉(zhuǎn)速度持續(xù)下降到規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)，達到一定數(shù)值后反彈，最終達到規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)，制動過程與運行過程相反。圖4.7起、制動時轉(zhuǎn)速n(t)波形圖當電網(wǎng)發(fā)生電壓紊亂時，過程是電網(wǎng)電壓變動-速度變化-負速度恢復(fù)，雙閉環(huán)速度調(diào)整系統(tǒng)將電網(wǎng)電壓干擾加到電流閉環(huán)內(nèi)，由于電流調(diào)節(jié)器的作用，電網(wǎng)電壓干擾的旋轉(zhuǎn)速度變化不需要事先調(diào)整，電流變化后通過電流循環(huán)進行調(diào)整，旋轉(zhuǎn)速度一般不明確，這表明對電力網(wǎng)的電壓和電流循環(huán)道路具有強烈的干擾耐性。根據(jù)模擬結(jié)果，它非常接近理論分析的波形，分析模擬的結(jié)果，操作過程的第一階段是電流上升階段，進入規(guī)定電壓時ASR的輸入功率迅速上升，電流急劇上升，接近最大值，第二階段在《ASR》中，ASR處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)數(shù)環(huán)處于開放狀態(tài)，系統(tǒng)是根據(jù)靜電類規(guī)定的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流基本不變，通過拖拽系統(tǒng)保持一定的速度，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速線性增長。第二階段，旋轉(zhuǎn)速度達到給定值，旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器的供給和反饋電壓的均衡，輸入的偏差為0，但由于點作用，出口較大，產(chǎn)生過沖，旋轉(zhuǎn)速度過快后，ASR輸入端產(chǎn)生負電壓發(fā)生，從飽和狀態(tài)中退出，進入線性調(diào)整階段，保持一定的旋轉(zhuǎn)速度，實際模擬結(jié)果大體上反映了這一點，在MATRAB的模型窗口中，對旋轉(zhuǎn)速度電流雙封閉系統(tǒng)進行建模和模擬，分析系統(tǒng)出口的結(jié)果如下。（1）利用旋轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)器的飽和特性，使系統(tǒng)保持一定的最大容許電流，并在可能的時間內(nèi)確立旋轉(zhuǎn)速度，調(diào)節(jié)飽和速度，實現(xiàn)系統(tǒng)流程。（2）由于構(gòu)成無政府車系統(tǒng)，在受到負荷轉(zhuǎn)換或配電的電壓變動等干涉的情況下，維持系統(tǒng)的固定出口。（3）旋轉(zhuǎn)速度電流雙封閉環(huán)系統(tǒng)可以克服負荷變化和柵極電壓變動等混亂，特別是在電流環(huán)內(nèi)，不發(fā)生電機旋轉(zhuǎn)速度的變動，在電流環(huán)內(nèi)作業(yè)的情況較多。結(jié)論本文設(shè)計的旋轉(zhuǎn)速度和電流雙封閉速度系統(tǒng)可以通過PID控制器來調(diào)節(jié)電機的運行和速度，運用自動控制原理、電力電子技術(shù)、自動控制原理等講義內(nèi)容，熟練掌握了一種功能強大的專業(yè)軟件在老師的指導(dǎo)，朋友的幫助和努力下，我的旋轉(zhuǎn)速度，電流雙廢電路速度系統(tǒng)在MATRAB成功完成了建模和模擬，完成了這個課題，強化了專業(yè)知識，提高了設(shè)計能力，并學(xué)習(xí)了使用Matlab功能的強大軟件，在那里學(xué)習(xí)了模型本次設(shè)計是通過MATLAB程序制作的SIMULINK和數(shù)學(xué)模型，不僅是MATLAB/SIMULINK軟件，設(shè)計要求和測試目的也基本完成，通過模擬圖形，H橋牌直流實現(xiàn)了電動機的速度調(diào)節(jié)，試驗也有很多困難，例如傳遞函數(shù)的簡化、數(shù)據(jù)選擇錯誤、設(shè)定問題等，在老師和朋友的幫助下，問題終于得到了解決，軟件和個人的專業(yè)知識水平有限，只實現(xiàn)了相對簡單的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所以我在以后的職場生活中，提出了更高的要求和更深