直流ni双闭环

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无刷直流电机(BLDC)双闭环调速解析

无刷直流电机(BLDC)双闭环调速系统在无刷直流电机双闭环调速系统中，双闭环分别是指速度闭环和电流闭环。

对于PWM 的无刷直流电机控制来说，无论是转速的变化还是由于负载的弯化引起的电枢电流的变化，可控量输出最终只有一个，那就是都必须通过改变PWM的占空比才能实现，因此其速度环和电流环必然为一个串级的系统，其中将速度环做为外环，电流环做为内环。

调节过程如下所述：由给定速度减去反馈速度得到一个转速误差，此转速误差经过PID调节器，输出一个值给电流环做给定电流，再由给定电流减去反馈电流得到一个电流误差，此电流误差经过PID 调节器，输出一个值就是占空比。

在速度环和电流环的调节过程中，PID的输出是可以作为任意量纲(即无量纲，用标幺值来表示；标幺值：英文为per unit，简写为pu，是各物理量及参数的相对单位值,是不带量纲的数值)来输入给下一环节或者执行器的，因此无需去管PID输出的量纲，只要是这个输出值反映了给定值和反馈值的差值变化，能够使这个差值无限趋近于零即可，相当于将输出值模糊化，不用去搞的太清楚，如果你要是一直在这里纠结输出值具体是个什么东西时，那么你就会瞎在这里出不来了。

假如你要控制一个参数，并且这个参数的大小和你给定量和反馈量有着直接的关系(线性关系或者一阶导数关系或者惯性关系等)，那么就可以不做量纲变换。

比如速度环的PID之后的输出就可以直接定义为转矩，因为速度过慢就要提高转矩，速度过快就要减小转矩，PID输出量的意义是调整了这个输出量，就可以直接改变你要最终控制的参数，并且这个输出量你是可以直接来控制的，这种情况下PID输出的含义是你可以自己定的，比如直流电机，速度环输出你可以直接定义为转矩，也可以定义为电流，然后适当的调节PID的各个参数，最终可以落到一个你能直接控制的量上，在这里最终的控制量就是占空比的值，当占空比从0%—100%时对应要写入到寄存器里面的值为0—3750时，那么0—3750就是最终的控制量的范围。

双闭环直流调速系统特性与原理

双闭环直流调速系统特性与原理1.双闭环直流调速系统的特性：(1)调速性能优良：双闭环控制可以提高调速性能，使得速度响应更加迅速、稳定。

由于速度闭环控制，系统可以实时检测速度偏差，并根据偏差调整电机的控制信号，从而使电机转速保持恒定。

(2)载荷抗扰性好：双闭环直流调速系统具有良好的抗负载扰动能力。

通过电流闭环控制器对电流进行反馈控制，一旦发生负载变动，系统可以根据反馈信号快速调整电流，以保持电机输出功率稳定。

(3)适应性强：双闭环直流调速系统适应性强，可以适应各种负载条件下的调速要求。

通过速度闭环控制器可以实时检测速度偏差，并根据偏差调整电机的控制信号，以适应不同的负载要求。

(4)技术难度较高：双闭环直流调速系统需要同时进行速度闭环控制和电流闭环控制，涉及到多个反馈环节和控制算法的设计与调试，技术难度相对较高。

2.双闭环直流调速系统的原理：(1)速度闭环控制原理：速度闭环控制器测量电机的速度，并将测量值与期望速度信号进行比较，得到速度偏差。

根据速度偏差，通过控制器计算得到电机的控制信号，调整电机的输入电压或者电流，使得速度偏差减小，并最终稳定在期望速度值上。

(2)电流闭环控制原理：电流闭环控制器测量电机的电流输出值，并将测量值与期望电流信号进行比较，得到电流偏差。

根据电流偏差，通过控制器计算得到电机的控制信号，调整电机的输入电压或者电流，使得电流偏差减小，并最终稳定在期望电流值上。

(3)内环逆变器控制：双闭环直流调速系统通常采用内环逆变器控制方式。

内环逆变器控制主要是通过改变电机的输入电压或者电流来控制其输出转矩和速度。

内环逆变器可以调整直流电动机的极性和大小，以实现对电机力矩和速度的精确控制。

(4)反馈和调节：双闭环直流调速系统中的反馈环节起到了至关重要的作用。

通过测量电机的速度和电流输出值，并与期望值进行比较，得到偏差信号，通过控制器计算得到控制信号，对电机输入电压或者电流进行调节，以实现对速度和电流的闭环控制。

电压电流双闭环原理

电压电流双闭环原理
电压电流双闭环原理是指电源的输出电压和负载电流都有相关的反馈控制回路，使得输出电压和负载电流始终保持稳定的控制策略。

这种控制方法常用于高精度和精密的电源应用中。

电压电流双闭环控制系统通常包含两部分：电压回路和电流回路。

电压回路负责测量并控制电源输出电压的大小，以保持稳定的输出电压。

电流回路则负责测量电源输出电流大小，并根据流经负载的电流反馈回路来实现对输出电流的闭环控制。

电源的电压回路通常包括一个比较器和一个反馈环。

比较器将输出电压信号与参考电压信号进行比较，并输出一个正向或反向的控制信号。

反馈环将控制信号送回至电源的输出端口，对输出电压进行调整。

这样，当输出电压偏离参考电压时，反馈环会自动对电源进行调整，并将输出电压维持在参考电压附近。

电流闭环控制则通过测量和控制负载电流来实现。

电压电流双闭环控制可以大大提高电源的稳定性和可靠性。

它可以弥补传统单电压闭环或单电流闭环的不足，确保电源提供稳定可靠的输出电压和电流。

同时，电压电流双闭环原理可以提高系统的响应速度和抗干扰能力，使得电源可以在各种不同的负载要求下保持均衡和稳定。

总之，电压电流双闭环原理是一种高效且精密的电源控制方式，可以保证输出电
压和电流的稳定性和可靠性，适用于各种电源应用中。

双闭环直流调速系统介绍

速度环的设计：采用PI控制器，实现对电机转速的精确控制。
电流环的设计：采用PI控制器，实现对电机电流的精确控制。
双闭环调速系统的参数整定：根据系统特性和实际需求，对速度环和电流环的参数进行整定，以实现最佳的调速性能。
双闭环直流调速系统的应用
双闭环调速系统在工业控制中的应用
01 电机控制：用于控制电机的转速、位置和扭矩等参数，实现精确控制
04
够抵抗各种干扰和故障，保持正常运行
双闭环调速系统的设计步骤
01
确定系统需求：分析系统需求，确定调速系统的性能指
标
02
设计调速系统结构：选择合适的调速系统结构，如双闭环
调速系统
03
设计控制器：设计控制器参数，包括比例、积分、微分
等参数
05
设计驱动电路：设计驱动电路，包括功率放大器和驱动
双闭环调速系统的特点
速度闭环控制：通过速度传
感器检测电机转速，实现速
01
度的精确控制
响应速度快：双闭环调速系
统能够快速响应负载变化， 03
提高系统的动态性能
精度高：双闭环调速系统能
够实现高精度的速度和位置 05
控制，满足各种应用需求
位置闭环控制：通过位置传
02 感器检测电机位置，实现位
置的精确控制
双闭环直流调速系统介绍
演讲人
目录
01. 双闭环直流调速系统的基本概念
02. 双闭环直流调速系统的设计 03. 双闭环直流调速系统的应用 04. 双闭环直流调速系统的发展
趋势
双闭环直流调速系统的基本概念
双闭环调速系统的组成
01
速度环：用于控制电机转速，实
现速度调节

双闭环直流电机调速系统的分析与仿真

目录一引言 (2)二转速、电流双闭环直流调速系统 (2)2.1 理想的起动过程 (3)2.2 性能比较 (3)2.3 解决思路 (3)2.4 系统中设置两个调节器 (4)2.5 限幅电路 (5)2.6 稳态结构图和静特性 (5)2.7 限幅作用 (5)2.8 系统静特性 (6)2.9 两个调节器的作用 (6)三双闭环直流调速系统的动态数学模型 (7)3.1 数学模型 (7)3.2 起动过程分析 (7)3.3 分析结果 (8)3.4 动态抗扰性能分析 (8)四调节器工程设计方法 (9)4.1 转速调节器和电流调节器的作用 (9)4.2 调节器工程设计方法 (9)五直流双闭环调速系统的理论设计 (9)5.1 双闭环调速系统设计意义 (9)5.2 调节器结构的选择和传递函数的近似处理 (10)5.3 设计要求 (11)5.4 设计任务 (11)六仿真实验 (13)6.1 双闭环调速系统的动态结构框图 (13)6.2 Simulink仿真总图 (13)6.3 转速调节器Simulink仿真 (13)6. 4 电流调节器Simulink仿真 (14)6.5 Simulink仿真结果及分析 (14)6.6总结 (15)七设计感想 (15)八参考文献 (16)双闭环直流电机调速系统的分析与仿真一引言1957年，晶闸管（俗称可控硅整流元件，简称可控硅）问世，到了60年代，已生产出成套的晶闸管整流装置，使变流技术产生根本性的变革，开始进入晶闸管时代。

到今天，晶闸管－电动机调速系统（简称V-M系统）已经成为直流调速系统的主要形式。

本文采用的直流双闭环调速系统的设计是从内环到外环，即先设计好电流环后将其等效成速度环中的一个环节，再对速度环进行设计。

目前广泛应用的直流调速设计方法是基于某些标准形式进行的，其优点是简单方便，但设计的系统性能指标是相同的，实际系统所要求的指标往往是不同的，所以采用双闭环调速系统的设计方法不一定都能得到满意的结果。

双闭环直流调速系统设计

双闭环直流调速系统设计1.电机数学模型的建立首先要建立电机的数学模型，这是设计双闭环直流调速系统的基础。

根据电机的参数和运动方程，可以得到电机的数学模型，一般为一组耦合的非线性微分方程。

2.速度内环设计速度内环负责实现期望速度的跟踪控制。

常用的设计方法是采用比例-积分(PID)控制器。

PID控制器的输出是速度的修正量，通过与期望速度相减得到速度误差，然后根据PID算法计算控制器输出。

PID控制器的参数调节是一个关键问题，可以通过试探法、经验法或优化算法等方法进行调节，以实现最佳的速度跟踪性能。

3.电流外环设计电流外环的作用是保证电机的电流输出与速度内环控制输出的一致性。

一般采用PI调节器进行设计。

PI调节器的参数通过试探法、经验法或优化算法等方法进行调节，以实现电流输出的稳定性。

4.稳定性分析与系统稳定控制设计好速度内环和电流外环后，需要对系统的稳定性进行分析。

稳定性分析可以通过线性化方法、根轨迹法、频率响应法等方法进行。

分析得到系统的自然频率、阻尼比等参数后，可以根据稳定性准则进行系统稳定控制。

常用的控制方法包括模型预测控制、广义预测控制、滑模控制等。

5.鲁棒性设计在双闭环直流调速系统设计中，鲁棒性是一个重要的指标。

通过引入鲁棒性设计方法，可以提高系统对参数扰动和外部干扰的抑制能力。

常用的鲁棒性设计方法包括H∞控制、μ合成控制等。

以上是双闭环直流调速系统设计的一般步骤，具体的设计过程可能因实际应用和控制要求的不同而有所差异。

设计双闭环直流调速系统需要深入了解电机的特性和系统的控制需求，综合运用控制理论和工程方法，通过模拟仿真和实验验证来不断调整和优化控制参数，以实现系统的高性能调速控制。

双闭环直流调速系统工作原理

双闭环直流调速系统工作原理双闭环直流调速系统是一种常用的控制系统，用于调节和控制直流电动机的速度。

该系统通过两个闭环来实现目标速度的精确控制，其中一个闭环负责速度检测与控制，另一个闭环负责电流检测与控制。

下面将详细介绍双闭环直流调速系统的工作原理。

1.电机：用于产生机械功的装置，是整个系统的核心部分。

2.传感器：用于检测电机的速度和电流。

3.控制器：根据传感器的反馈信号，计算并控制电机的输入电压和输出扭矩。

4.功率放大器：将控制器输出的电压信号放大后，传递给电机。

5.脉宽调制（PWM）驱动器：将控制器输出的模拟信号转换为数字信号，用于驱动功率放大器。

下面是双闭环直流调速系统的工作过程：1.速度检测与控制环路：该环路用于检测和控制电机的速度，通过传感器测量电机的速度，并将该速度信号反馈给控制器。

控制器根据目标速度和反馈速度之间的误差，计算出控制电压，并将该控制电压传递给功率放大器。

功率放大器将控制电压放大后，通过PWM驱动器将控制信号传递给电机。

电机根据控制信号的大小和频率，调整自身的旋转速度，使得反馈速度与目标速度尽可能接近。

2.电流检测与控制环路：该环路用于检测和控制电机的电流，通过传感器测量电机的电流，并将该电流信号反馈给控制器。

控制器根据反馈电流和目标电流之间的误差，计算出控制电压，并将该控制电压传递给功率放大器。

功率放大器将控制电压放大后，通过PWM驱动器将控制信号传递给电机。

电机根据控制信号的大小和频率，调整自身的输出扭矩，使得反馈电流与目标电流尽可能接近。

通过双闭环控制，系统可以实现对电机速度和电流的高精度控制。

速度检测与控制环路可以保证电机的速度稳定在设定值附近，并可根据需求进行调整。

电流检测与控制环路可以保证电机输出扭矩的精确控制，从而满足不同工作负载下的要求。

总结起来，双闭环直流调速系统通过速度检测与控制环路和电流检测与控制环路，实现了对直流电动机速度和电流的精确控制。

该系统在工业自动化领域具有广泛的应用，可以确保电机在不同工作条件下的稳定运行，并满足不同任务的要求。

双闭环可逆直流调速系统剖析

中文摘要 (Ⅰ)1课程设计要求 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2任务和要求 (1)2双闭环直流调速系统的设计 (1)2.1双闭环直流调速系统 (1)2.2双闭环调节器的设计 (2)3α=β配合控制的直流可逆调速系统 (3)3.1 α=β配合控制的直流可逆调速系统的工作原理 (3)3.2 α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模 (4)4 α=β配合控制的直流可逆调速系统仿真实例及分析 (6)4.1系统主要环节的仿真参数 (6)4.2仿真波形及分析 (7)5结论 (10)参考文献 (11)尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战，但至今直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。

因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。

直流调速仍然是目前最可靠，精度最高的调速方法，有效地控制电机，提高其运行性能，对国民经济具有十分重要的现实意义。

针对面向系统传递函数结构图仿真方法的不足，提出了一种基于MATLAB的Simulink、面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速与电流双闭环α=β配合控制的直流可逆调速系统的建模与仿真。

关键词:直流电动机；α=β配合控制；Simulink；MATLAB仿真1课程设计要求1.1课程设计目的课程设计是在校学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。

运动控制系统课程设计，要求学生更多实践方案，解决目前学生课程设计过程中普遍存在的缺乏动手能力的现象. 《运动控制系统课程设计》是继《电机与拖动基础》和《运动控制系统》课程之后开出的实践环节课程，其目的和任务是训练学生综合运用已学课程的基本知识，独立进行电机调速技术和设计工作,掌握系统设计、调试和应用电路设计、分析及调试检测。

1.2任务和要求1.静态设计(1)确定控制系统采用的直流稳压电源电压(可选择)。

(2)确定整流装置的放大倍数。

（需根据电枢电压与控制电压确定)。

并设计可控整流装置及触发电路。

双闭环直流调速系统电路原理

双闭环直流调速系统电路原理随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用 PI 调节器的单闭环调速系统既能实现转速的无静差调节，又能较快的动态响应只能满足一般生产机械的调速要求。

为了提高生产率，要求尽量缩短起动、制动、反转过渡过程的时间，最好的办法是在过渡过程中始终保持电流（即动态转矩）为允许的最大值，使系统尽最大可能加速起动，达到稳态转速后，又让电流立即降低，进入转矩与负载相平衡的稳态运行。

要实现上述要求，其唯一的途径就是采用电流负反馈控制方法，即采用速度、电流双闭环的调速系统来实现。

在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量，从而在调速系统中设置了转速和电流两个调节器，形成转速、电流双闭环调速控制。

双闭环调速控制系统中采用了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实现串级连接。

图1－1.1为转速、电流双闭环直流调速系统的原理图。

图中两个调节器ASR 和ACR分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。

电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。

两个调节器输出都带有限幅，ASR的输出限幅什U im决定了电流调节器ACR的给定电压最大值U im，对就电机的最大电流；电流调节器ACR输出限幅电压U cm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角α。

1.6.1ADC0809的引脚及其功能ADC0809有28个引脚，其中IN0---IN7接8路模拟量输入。

ALE是地址锁存允许，+ REFV、-REFV接基准电源，在精度要求不太高的情况下，供电电源就可以作为基准电源。

START是芯片的启动引脚，其上脉冲的下降沿起动一次新的A/D 转换。

EOC是转换结束信号，可以用于向单片机申请中断或者供单片机查询。

OE是输出允许端。

CLK是时钟端。

DB0---DB7是数字量的输出。

ADDA、ADDB、ADDC接地址线用以选定8路输入中的一路，详见下图。

双闭环直流调速系统的研究

发器，Ａ为电流互感器，Ｔ为整流装置。为转ＴＶＵ速给定电压，为转速反馈电压，为电流给定电Ｕｎ
收稿日：０７０—９修回日期：０８１４期２０—９１｝２０－．０ｏ作者简介：邵雪卷（９５）女，１７一，硕士，讲师，主要从事交直流传动系统新型控制策略的研究，－ａ：ｘ３１６．ｏｌＥｍｉｓ０５＠１３ｃｒｌｊｌ张井岗（９５）男，１６－，博士，教授，主要从事智能控制和鲁棒控制及其在电气传动系统中的应用等方面的研究工作；
ｐｒｉｎｌｉｔｇａ）ｔｐ．Ｔｈｓｐｐｒｓｕｉｓｅｉｔｇｑｅｔｏｆｔｅｓｓｅ，ｉｃｕｉｇｔｅｓｔｒｂｅｌｔ－ｏｔａ－ｎｅｒ１ｙｅｏｉａｅｔｄｅｘｓｉｕｓｉｎｏｈｙｔｍｎｌｄｎｈａｕａｌｍｉａｎｉ
（ｐｒｍｅｔｆＡｕｏａｉｎ，ＴｉｕｎＵｉｅｓｔｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇＤｅａｔｎｏｔｍｔｏａｙａｎｖｒｉｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙ，Ｔｉｕｎ００２，ｈｎ）ｙａｙａ３０４Ｃｉａ
ＡｂｔａｔＴｈｐｅｅｕａｏｆｄｕｌｏｐＤＣｐｅｅｕａｉｇｓｓｅｉｓａｌｅｏｂｈｓｒｃ：ｅｓｅｄｒｇｌｔｒｏｏｂｅｌｏｓｅｄｒｇｌｔｎｙｔｍｓｕｕｌｓｔｔｅｔｅＰＩ（ｒ－ｙｐｏ
ｔｏｎｈｐｅｖｒｈｏｕｉｇｔｅｓａｉｇｐｏｅｓ，ｔｅｉｅｅｔｒｓｌｔｏｓａｅｐｏｏｅ．Ｔｈｉｎａｄｔｅｓｅｄｏｅｓｏｔｄｒｎｈｔｒｎｒｃｓｈｎｄｆｒｎｅｏｕｉｎｒｒｐｓｄｆｅ

双闭环直流调速系统

双闭环直流调速系统双闭环直流调速系统是一种电力电子变换器设计用于控制直流电机转速的重要方法。

它使用两个控制循环，内环控制电机转速，外环控制负载的速度变化。

其中一般采用PI控制器，理论上能够在滞后角度及相位裕量方面提供相应的保障。

本文将对双闭环直流调速系统进行详细讲解。

系统结构双闭环直流调速系统包含两个主要部分：电机和电力电子变换器。

电机是系统的执行部分，它将电能转化为机械能。

电力电子变换器则是将电源接通到电机的途径。

其包含整流器/变频器、PWM控制器和功率放大器等组成部分。

在系统中，电力电子变换器通过对电流、电压和功率方面的控制，实现对电机的控制。

双闭环直流调速系统包含两个控制环路，内环和外环。

内环用于控制电机的转速，外环用于控制负载的变化速度。

内环控制器与电机直接耦合，接受电机转速控制信号，并控制电机驱动电压或电流。

外环控制器将负载反馈信号与期望速度信号进行比较，并计算出负载期望机械功率。

内环控制器为外环控制器提供实时电机转速，以便自动调整期望速度。

内部控制环路内环是双闭环直流调速系统的核心部分，它使用反馈控制技术控制电机转速。

内环控制器接受来自电机的反馈信号，并根据电机实际转速和期望转速之间的差异来控制驱动电压或电流。

转速反馈可以使用反电动势（EMF）或霍尔传感器来实现。

最常用的电机控制器是基于PI型控制器。

此控制器将PID控制（比例、积分、微分控制）的K值设定为0（因为在直流电机控制中微分控制几乎不可行），并针对不同比例和积分控制来为电机控制提供所需的响应特性。

反馈中的延迟和其他因素会导致偏差，因此比例控制器通常用于加速响应。

积分控制器用于使系统更加稳定，以响应慢速变化。

这些控制器参数通常是根据预期转速、电压和电流范围进行调整。

系统优缺点优点1.与传统的直流调速系统相比，双闭环直流调速系统能够更好地控制直流电机的转速。

内外环的设计使得控制速度响应更快，同时提高了系统的稳定性。

2.内环和外环控制器，使用的是速度反馈，可实时监测直流电机的转速，以控制电压和电流从而实现所需功率/MN的输出。

双闭环直流调速系统介绍

双闭环直流调速系统介绍
系统由两个主要的闭环控制回路组成：速度环和电流环。

速度环是系统的外环控制回路，其作用是根据用户对电机转速的需求进行反馈控制。

速度传感器测量电机的转速，并将测量值与设定值进行比较，产生差值作为输入信号。

这个差值通过控制器（通常为PID控制器）进行处理，并输出一个调节信号。

调节信号通过控制执行器（如PWM控制器）调节电机的输入电压或电流，从而控制电机的转速。

速度环的目标是使电机的转速稳定在用户设定的值附近。

电流环是系统的内环控制回路，其作用是根据速度环的输出信号来补偿负载扰动和电机参数变化所引起的转矩变化。

电流环的输入信号为速度环的输出调节信号，通过控制器处理后，输出一个电流指令。

这个电流指令通过控制执行器调节电机的输入电压或电流，从而控制电机的转矩。

电流环的目标是使电机的转矩稳定在速度环要求的范围内。

1.高精度：通过使用两个闭环控制回路，系统能够实现高精度的电机转速调节，并具备对负载扰动和电机参数变化的补偿能力。

2.快速响应：系统使用PID控制器作为控制算法，能够快速响应用户对电机转速的需求。

3.稳定性好：速度环和电流环形成了互补的控制关系，能够保持电机转速和转矩的稳定性。

4.可靠性高：双闭环直流调速系统结构简单，组件少，可靠性较高。

综上所述，双闭环直流调速系统通过使用速度环和电流环两个闭环控制回路，实现对电机转速的高精度控制和负载扰动补偿。

该系统具备精度
高、响应快、稳定性好、可靠性高等优点，广泛应用于各种需要精确电机调速的领域。

电压电流双闭环的工作原理

电压电流双闭环的工作原理
电压电流双闭环是指在电力系统中同时建立电压和电流的闭环控制系统，通过对电压和电流进行反馈控制，实现电力系统稳定运行的目的。

电压闭环控制是通过对电压进行反馈控制来调节发电机的励磁电压或变压器的调压器的控制，以使系统电压维持在设定值范围内。

电压测量信号与设定值进行比较后经过PID控制算法形成控制量，通过调节励磁电压或调压器的控制，实现对电压的闭环控制。

电流闭环控制是通过对电流进行反馈控制，以对负载电流进行调节，使其符合设定值。

电流测量信号与设定值进行比较后经过PID控制算法形成控制量，通过调节发电机励磁电压或变压器的调压器控制，实现对电流的闭环控制。

电压电流双闭环的工作原理是通过对电压和电流的测量信号进行比较，经过PID控制算法形成控制量，通过调节励磁电压或调压器的控制，实现对电压和电流的闭环控制。

通过两个闭环控制系统的相互作用，实现对电力系统的稳定运行和负载电流的控制。

基于MATLAB的双闭环直流调速系统仿真研究

基于MATLAB的双闭环直流调速系统仿真研究双闭环直流调速系统是一种常见的电机控制系统，通过使用两个闭环来控制电机转速和电流，能够使电机稳定运行并满足特定的转速和负载要求。

MATLAB作为一种功能强大的计算软件，可以提供一系列的工具和函数，用于建模、仿真和分析各种控制系统。

双闭环直流调速系统一般由速度环和电流环组成。

速度环用于控制电机的速度，通过测量电机的转速与设定值之间的误差，并将误差信号馈入控制器进行比例、积分、微分运算，最后将输出信号作为电机的控制电压。

电流环则用于控制电机的电流，通过将输出信号与电机的电流进行比较，并通过控制电机的电流调节器来控制电机的电流。

在MATLAB中进行双闭环直流调速系统的仿真研究，主要包括以下步骤：1.建立系统模型：根据实际的电机参数以及控制器的特性，建立电机系统的数学模型。

一般可以使用传递函数来描述电机的动态特性。

2.设计控制器：根据系统的性能要求，设计速度环和电流环的控制器。

可以使用PID控制器或者其他控制算法来实现控制器的设计。

3. 进行仿真实验：根据所设计的控制器和系统模型，进行仿真实验。

在MATLAB中，可以使用Simulink工具箱来搭建系统模型，并通过逐步调整控制器参数，在不同的工况下进行仿真实验，并观察系统的响应。

4.分析结果：根据仿真实验的结果，通过分析系统的响应曲线，评估系统的性能。

可以观察系统的稳态误差、超调量、调节时间等指标，以及系统的抗干扰性能和稳定性。

5.优化控制器参数：根据仿真实验的结果，对控制器参数进行优化调整，以获得更好的系统性能。

可以使用MATLAB提供的优化算法来自动求解最优参数。

总结，基于MATLAB的双闭环直流调速系统仿真研究可以通过建立系统模型、设计控制器、进行仿真实验、分析结果和优化控制器参数等步骤来完成。

通过这些步骤，可以评估控制系统的性能，并对系统进行改进和优化，以满足实际的控制需求。

双闭环直流调速系统设计的计算

电感量的有关数据
单相全控桥
三相半波
三相全控桥
带平衡电抗器的双反星形
100
为了使元件免受在突发情况下超过其所承受的电压电流的侵害，在三相交流电路的交、直流侧及三相桥式整流电路中晶闸管中电路保护有电压、电流保护。一般保护有快速熔断器，压敏电阻，阻容式。
4.1.2主电路交流变压器设计
一般情况下，晶闸管变流装置所要求的交流供电电压与电网电压是不一致的，所以需要变流变压器，通过变压器进行电压变换，并使装置于电网隔离，减少电网于晶闸管变流装置的互相干扰。
（2）直流侧电抗器的选择
直流侧电抗器的主要作用为限制直流电流脉动；轻载或空载时维持电流连续；在有环流可逆系统中限制环流；限制直流侧短路电流上升率。
限制输出电流脉动的电感量的计算
式（3-2）
式中， -----电流脉动系数，取，本设计取10%。
-----输出电流的基波频率，单位为，对于三相全控桥
表2电感量的相关参数
摘要
转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。根据晶闸管的特性，通过调节控制角α大小来调节电压。基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。本文首先确定整个设计的方案和框图。然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数的计算，包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。接着驱动电路的设计包括触发电路和脉冲变压器的设计。最后，即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各元部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算,最后画出了调速控制电路电气原理图。

双闭环直流调速系统工作原理

将变频调速技术应用于矿井提升机是矿井提升机电气传动系统的发展方向。我国已有几台大型矿井提升机采用交-交变频调速系统，取得了很好的效果，但其缺点是功率因数不高，谐波大，需加谐波和功率因数补偿装置。随着变频调速技术的发展，交-直-交电压型变频调速技术已开始在矿井提升机中应用。例如国外已有矿山将有源前端三电平变频器应用于矿井提升机上，据介绍，采用这种变频调速的交流提升机可以克服直流调速系统和交-交变频调速系统的缺点，是提升机电气传动的发展方向。
1对已知系统的固有特性做恰当的变换和近似处理，以简化调节器结构。
2根据具体情况选定预期特性，即典型Ⅰ系统或典型Ⅱ系统，并按照零极点相消的原则，确定串联调节器的类型。
3根据要求的性能指标，确定调节器的有关P、I、D参数。
4校正
六发展趋势
在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从硅变换为碳化硅使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝以下几个方面发展
电机自动控制系统广泛应用于各行业，尤其是工业。这些行业中绝大部分生产机械都采用电动机作原动机。有效地控制电.直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。有效地控制电机，提高其运行性能，具有很好的现实意义。本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计，根据直流调速双闭环控制系统的工作原理以及介绍变频调速技术的发展概况，变频调速技术的发展趋势
九：个人体会
通过这次实验使我详细的明白了双闭环直流调速系统的原理,也使我知道了一些它在工业中的一些应用,以前没明白的一些细节在这次设计中也得到了深刻的理解。理论和实际互相结合使得我对运动控制系统这门课有了进一步的认识。在作业之初，我不知道该如何来完成这次的的课程设计，但经过努力终于还是完成了。

基于双闭环控制的直流电机调速系统设计

2 双闭环调速系统的工作原理
2.1 直流电动机............................................................................................................. 5 2.2 双闭环调速系统的组成......................................................................................... 6 2.3 双闭环调速系统的工作原理................................................................................. 6 2.4 直流电动机的起动与调速..................................................................................... 7 2.4.1 直流电动机的起动............................................................................................. 7 2.4.2 直流电动机速度的调节..................................................................................... 8
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。根据引回的反馈量的性质可大致分为电压反馈，电流反馈，转速反馈等。在
双闭环系统中，习惯采用电流、转速闭环控制。采用双闭控制调速系统可以做到无差调节，且性能优越，尤其在很多高精尖技术中运用广范，这使得对它的研究具有很高的现实意义。本文首先论述直流调速系统的现状和背景，讨论研究该系统的重要意义，然后，对双闭环调速系统进行理论分析，最后，在理论研究的基础上，根据要求的数据参数，设计出合理的双闭环直流调速系统。理论上完成系统设计后，将对所设计的系统进行 MATLAB 仿真，得出仿真结果，并分析所得结果与理论值的异同，找出系统中不合理的环节和参数，进行校正和必要的处速系统与其它调速系统（开环调速系统和单闭环调速系统）进行比较。

直流电机双闭环(电流环、转速环)调速系统非线性分析

摘要:本文采用工程设计方法对双闭环直流调速系统进行辅助设计，构建了此系统的结构框架与数学模型，选择PI调节器对系统进行控制，并用非线性控制理论对控制效果进行了分析，使双闭环直流调速系统趋于完善、合理。

关键词: 双闭环系统直流调速PI调节器数学模型一、系统背景介绍电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的转置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置，速度，加速度，压力，张力和转矩等。

许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态、动态性能。

而直流调速系统宜于在大范围内平滑调速、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。

双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。

二、系统概述直流电机双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。

它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。

我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。

采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。

但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。

这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。

在单闭环系统中，只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的。

但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流得冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。

在实际工作中,我们希望在电机最大电流受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。