双闭环可逆直流调速系统.pdf

标准

摘要

本文以控制系统的传递函数为基础，采用工程设计方法对最常用的转速、电流双闭

环调速系统进行设讣，并用MATLAB/Simulink软件对系统进行了仿真。首先对双闭环直流

调速系统采用常规PID控制进行设计，电流调节器和转速调节器都采用了PID控制器，

并分别对电流环和转速环的动态性能和抗扰动性能进行了仿真分析。其次，曲于转速调节

器起主要作用，所以对转速环采用模糊控制，并设计了模糊控制器，对双闭环直流调速系

统进行仿真分析，并与常规PID控制进行了对比，仿真结果表明，模糊控制有良好的动态

特性，很强的抗干扰能力。

关键词：直流调速PID控制模糊控制系统仿真

文案

标准

摘要..................................................I

1绪论.................................................1

1.1课题研究背景.......................................1

1.2直流调速系统的国外研究概况........................1

1.4研究双闭环直流调速系统的目的和意义................2

2直流电机双闭环调速系统...............................3

2.1直流电动机的起动与调速............................3

2.2直流调速系统的性能指标............................8

2.3双闭环直流调速系统的组成.........................12

2.4直流他励电动机的数学模型..........................13

2.5可控硅整流装置的数学模型.........................15

2.6木章小结.........................................16

3常规PID控制双闭环直流调速系统的设计..............17

3.1双闭环调速系统的工程设计方法.....................17

3.2双闭环直流调速系统的设计.........................20

3.3设计实例.........................................24

3.4Matlab仿真.......................................30

3.5仿真结果分析.....................................33

3.6木章小结..........................................33

4结论................................................34

文案

标准
1绪论

1.1课题研究背景

直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。就LI前而言，直流调速

系统仍然是自动调速系统的主要形式，在许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、纺织、造纸

等需要高性能调速的场合得到广泛的应用。然而传统双闭环直流电动机调速系统多数釆用

结构比较简单、性能相对稳定的常规PID控制技术，在实际的拖动控制系统中，山于电机

本身及拖动负载的参数（如转动惯量）并不像模型那样保持不变，而是在某些具体场合会

随工况发生改变；与此同时，电机作为被控对象是非线性的，很多拖动负载含有间隙或弹

性等非线性的因素。因此被控制对象的参数发生改变或非线性特性，使得线性的常参数的

PID控制器往往顾此失彼，不能使得系统在各种工况下都保持与设计时一致的性能指标，

常常使控制系统的鲁棒性较差，尤其对模型参数变化圉大且具的非线性环节较强的系统，

常规PID调节器就很难满足精度高、响应快的控制指标，往往不能有效克服模型参数变

化围大及非线性因素的影响⑴。

模糊控制是智能控制的一个重要分支，在自然科学和社会科学的很多领域应用广泛，

它不依赖于被控制对象的精确的数学模型，而是将专家的经验及知识转化为语言控制规则，

用这些控制规则去控制被控系统，能克服各种非线性因素的影响，对被控制对象的参数具

有较强的鲁棒性，针对直流电动机这种参数可能发生较大变化的被控对象，采用模糊控制

具有重大的研究意义⑵。

1.2直流调速系统的国外研究概况

随着各种处理器的出现和发展，国外对直流调速系统的研究也在不断的进步和完善，

80年代该方面的研究达到最盛的时期。大型的直流电动机的调速系统一般均采用晶闸管触

发脉冲，研