基于simulink步进电机仿真模型
matlabsimulink在电机中的仿真
模块化设计
集成优化工具
Simulink的模块化设计使得电机的各个部 分可以独立建模，然后通过模块的连接来 构建完整的系统模型，便于管理和修改。
Matlab提供了多种优化工具，可以对电机 控制系统进行优化设计，提高系统的性能 。
Matlab Simulink在电机仿真中的挑战
模型复杂度
电机的数学模型通常比较复杂，涉及大 量的非线性方程，这给模型的建立和仿
电机仿真的基本方法和流程
数学建模
根据电机的物理原理， 建立电机的数学模型， 包括电路方程、磁路 方程和运动方程等。
参数识别
根据实际电机的参数， 对数学模型进行参数 识别和调整，提高仿 真的准确性。
建立仿真模型
在Matlab Simulink 中建立电机的仿真模 型，包括电机本体和 控制系统的模型。
验证设计
通过仿真可以验证电机的设计是否满足要求， 提前发现并修正设计中的问题。
性能预测
仿真可以帮助预测电机的性能，包括转速、 转矩、效率等，为实际应用提供参考。
控制系统设计
通过仿真可以验证控制系统的设计是否正确， 提高控制系统的稳定性和精度。
降低成本
仿真可以减少试验次数，降低试验成本，缩 短研发周期。
04
案例分析
直流电机仿真案例
总结词
通过Simulink对直流电机进行仿真，可以模拟电机的启动、调速和制动等过程，为实际应用提供理论依据。
详细描述
在直流电机仿真案例中，我们使用Simulink的电机模块库来构建电机的数学模型。通过设置电机的参数，如电枢 电阻、电枢电感、励磁电阻和励磁电感等，可以模拟电机的动态行为。通过改变输入电压或电流，可以模拟电机 的启动、调速和制动等过程，并观察电机的响应特性。
基于Matlab的步进电机闭环建模与仿真
-k - G ai n3 -k - G ai n410 G ai n1× P r o duc t 1++ 1 1 E× d u /d t 20 D er iv ativ e1 G ai n2O u t+ A dd1 P r o duc t 2 F u zzy Lo g i c 1Co n tr o ll er-k - G ai n5sI nte g r ato r1×P r o duc t 3t 10=T 姨 姨姨t 11= T t = T s姨 姨 姨姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨doi:10.13436/j.m kjx.201403016基于 M atlab 的步进电机闭环建模与仿真陈 翔， 崔志琴， 徐兆华（中北大学 机电工程学院， 太原 030051）摘 要： 通过综合运用模糊 PID 控制算法、空间电压矢量脉宽调制方法（SVPWM ）与矢量转换 技术，搭建了一种包括速度闭环与电流矢量闭环的二相混合步进电机双闭环的控制系统，并借助于 MATLAB/Sim ulink 强大的建模仿真功能，对步进电机双闭环控制系统进行了仿真分析。
相关仿 真结果表明，该控制系统具有较好的控制性能与动态响应能力。
关键词： 模糊 PID ； SVPWM ； 步进电机； 闭环仿真 中图分类号： TP273文献标志码： A文章编号： 1003 － 0794（2014）03 － 0035 － 02Closed-Loop Modeling and Simulation of Stepper Motor Based onM atlabCHEN Xi an g ， CUI Zhi -qi n ， XU Z hao-hua(College of M echanical and Electrical Engineering ， North University of China, Taiyuan 030051, China)A b s trac t: A control system of double close d -loop f or two -pha se hybrid ste ppe r motor whic h including spee d close d -loop a nd curre nt close d -loop is esta blishe d base d on f uzzy -P ID control algorithm , spac e vector pulse width modulation (SVPWM ) method a nd space vec tor conversion, and the pe rforma nce of the doubled close d -loop control syste m of steppe r motor is analyze d by the powerful mode lling and sim ula tion f unc tion of MATLAB/Sim ulink. The simula tion results show tha t the control system has f a vora ble control perform ance and dynam ics c ha rac te ristic.K e y w ord s : f uzz y-P ID ； SVPW M ； ste ppe r motor ； c los ed-L oop sim ula tion 0 引言在传统的步进电机闭环控制中，控制器常采用 的算法为 PID 或模糊控制方法。
基于Simulink的电动机驱动系统仿真
电力驱动系统的动态过程，指在控制信号的作用下，系统从初始状态（转速n=0）到达稳定状态（电磁转矩T cm =负载转矩T L ）的响应过程。
在该过程中，动态曲线是否收敛、动态性能指标（上升时间t r 、峰值时间t p 、调节时间t s 、超调量σ等）能否满足要求，都直接关系到系统能否迅速平稳地过渡到稳态。
然而，由于系统本身结构的原因，往往存在动态过程振荡厉害、调节时间过长以及依靠参数调整无法稳定的系统（特征方程缺项）。
例如，电机在直接启动环节，电枢电流过大[1]，若调节时间t s 太长，机组将面临被烧毁的危险。
因此，改善系统的动态性能至关重要。
将PI 控制器应用于电力拖动系统，并对其动态过程仿真，有助于了解动态环节的相关参数，并实施调节，改善电机的动态性能。
1PI 控制器电驱拖动系统Simulink 模型的构建电力驱动系统，一般由控制设备、电动机、传动机构、生产机械和电源等部件构成。
其相互关系如图1所示。
基于电力驱动系统的结构，采用系统最严峻的工作状态-阶跃输入为典型输入信号。
假设初始状态，电机转速为0，其数学描述定义为：r （t ）=0，t ＜0A ，t ≥0嗓（1）拉普拉斯变换式为：L[A ·1（t ）]=AS（2）式中，A 为阶跃函数的阶跃值。
引入PI 控制器环节as+10.85s ，即在系统中加入比例-积分环节（Proportional Integral controller ）。
其主要原理[2]是：补全不稳定系统的前向通道的缺项，使其首先成为一个稳定系统。
然后在此基础上，通过系数的调节，达到改善指标，减少误差的目的。
在Simulink 模块[3]构建系统结构图，电力驱动系统结构模型如图2所示。
2电机驱动控制系统的仿真2.1直接控制仿真电机驱动控制系统的直接仿真，即采用PI 控制器的默认参数a=0.17（通常系数取一个较小值）直接在Simulink 里面进行迭代计算。
其仿真结果属未改进系统性能前的直接控制效果，动态性能计算如图3所示。
基于matlab的步进电机转速控制仿真(论文)
摘要一般电动机都是连续旋转，而步进电动却是一步一步转动的，故叫步进电动机。
每输入一个冲信号，该电动机就转过一定的角度（有的步进电动机可以直接输出线位移，称为直线电动机）。
因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移（或直线位移）的执行元件。
随着数字控制系统的发展，步进电动机的应用逐渐扩大。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。
它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。
在产品成型之初尚若利用仿真软件设计电路，仿真是对其进行研究的一个重要的不可缺少的手段，在仿真环境中进行控制程序的调试，这不仅不需要实际的硬件设备，更能部分满足工程需求。
MATLAB 语言是一种面向科学工程计算的高级语言，它集科学计算、自动控制、信号处理、神经网络、图像处理等功能于一体，是一种高级的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模和仿真。
基于MATLAB的simulink仿真环境下建立了步进电机模型，不仅仿真结果与实物仿真一致，而且其仿真方法简单，仿真时间大大缩短，是一种理想的步进电机仿真研究方法。
关键词：步进电机，matlab，simulink，仿真ABSTRACTGeneral Motors is a continuous rotation, while the step is electric rotating step by step, so called stepper motors. Each input of a red signal, the motor will turn a certain angle (some stepper motors can be directly output line displacement, known as the linear motor). Therefore, the stepper motor is a pulse into the point of displacement (or linear displacement) of the implementation of the components. With the development of digital control systems, stepper motor application gradually expanding. Although the stepper motor has been widely used, but the stepper motor does not like a normal DC motor, AC motor used in the routine. It must be double-ring pulse signal drive circuit composed of control before use.Used in the product forming the beginning of Shang Ruoli simulation software circuit simulation is an important study of itsIndispensable want of means to control program simulation environment for debugging, not only without actually hardware, better Bufen meet the engineering requirements. Matlab language is a science and engineering calculations for high-level language, which combines scientific computing, automatic control, signal processing, neural networks, image processing and other functions into one, is an advanced mathematical analysis and computation software can be used as dynamic Modeling and Simulation. MATLAB-Simulink simulation environment based on the establishment of a stepping motor under the model, simulation results not only consistent with the physical simulation, and the simulation method is simple, the simulation time is shortened, it is an ideal stepping motor simulation methods.KEY WORDS:Stepper motor, matlab, simulink, simulation前言步进电机问世以后，很快确定了自己的应用场合为开环高分辨率的定位系统，工业应用发展到今已有约30年的历史，目前还没有更适合的取代它的产品，而且已经发展成为除直流和交流电机外的第三大类电动机产品，但毕竟发展历史不长，人们从应用的角度看仍有不成熟的感觉。
电机控制基于Simulink的仿真
电机控制课程设计：MATLAB/Simuபைடு நூலகம்ink设计
仪器科学与电气工程学院
子系统建立方法(2种)
• 在已有的系统模型中建立子系统：
– 首先框选待封装的区域，即在模型编辑器背景 中单击鼠标左键并拖动，选中需要放置到子系 统中的模块与信号（或在按下Shift键的同时， 用鼠标左键单击所需模块）；然后选择Edit菜 单下的Create Subsystem，即可建立子系统。
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
• 使用工作空间变量作为系统输入信号
Simulink 与 MATLAB 的数据交互是相互的，除 了可以将信号输出到MATLAB工作空间中之外，用 户还可以使用MATLAB工作空间中的变量作为系统 模 型 的 输 入 信 号 。 使 用 Sources 模 块 库 中 的 From Workspace模块可以将 MATLAB工作空间中的变量 作为系统模型的输入信号。此变量的格式如下所示：
电力电动系统工具包 交互图形和控制面板设计工具包
Communications Blockset
CDMA Reference Blockset CDMA Nonlinear Control Design Blockset
通讯系统工具包
CDMA通讯系统设计和分析工具包 非线性控制设计工具箱
Motorola DSP Developer’s Kit
来自Signal Routing 的Bus Creator
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
3 Simulink模型仿真
• 系统模块参数设置与系统仿真参数设置
– 双击系统模块，打开系统模块的参数设置对话框。 – 在参数设置对话框中设置合适的模块参数。
基于MATLABSIMULINK的混合动态模拟线性步进电机
基于MATLAB/SIMULINK的混合动态模拟线性步进电机Szabó Loránd1 – Ioan-Adrian Viorel2 – Józsa János3摘要：直线电机的主要优点是，他们不把电能转换为旋转运动，而直接转换为线性运动。
发动机的电枢负载直接耦合，提供了另外几个优势的性能，高速度，高精度，无隙，高刚度，快速响应和时间稳定。
在这种情况下，它是对新型的高性能混合线性直接驱动步进电机的模块化的一种研究。
用MATLAB / Simulink ®环境对计算机模拟得到的结果仿真，并对电机的配置进行研究。
1.引言线性电机由旋转音圈电机和负荷直接刚性连接的。
不用的有滚珠、齿轮、皮带、和滑轮。
所有这些创造出优势是简单、高效、定位精度。
特别是加速度，可以显著的从这些旋转的直线运动发动机和传统的转换发动机比较中看出。
通过一些众所周知的文献和广泛的利用中也发现了线性步进电动机的一些缺点。
在任何一个位置原动机中的一个极都会引起很大的破坏力，减少了切向力。
这种方式，其总体的效率是降低了。
此外磁通量通过原动机和在两个电枢之间两极的滚筒通过引起了很强的法向力之间的吸引力。
最大的法向力是上述两个相同电极发生破坏力所产生的。
为了消除这些不足,提出了一种模块化混合式直线步进电动机。
这种电动机的横截面图已经给出了（图1）。
电机的先行者的讨论是建立了四个独立的模块，被四分之一的XX所取代。
每个模块有两个磁极，永久磁铁和线圈的命令。
该命令线圈放在核心分支平行于永久磁铁。
模块的两极间距在仿佛一极的牙齿与牙齿的排列方式压板，比另一极的牙齿也与滚筒的牙齿对齐。
滚筒是等距离的，从高渗透冷轧钢板制作任何长度的齿列。
在两个转子的齿结构具有相同音高的罚款牙齿。
空气轴承系统维护所需的两个转子之间的航空期间动议人的旅行沿着滚筒的差距，在低分辨率提供直，僵硬，齿轮，自由运动，保证了电机的寿命几乎无限像古典混合线性步进电机，这种电机的变体也正在变磁阻组合原则和永磁电动机运行[4]。
基于MATLABSIMULINK的混合动态模拟线性步进电机
基于MATLAB/SIMULINK的混合动态模拟线性步进电机Szabó Loránd1 – Ioan-Adrian Viorel2 – Józsa János3摘要：直线电机的主要优点是，他们不把电能转换为旋转运动，而直接转换为线性运动。
发动机的电枢负载直接耦合，提供了另外几个优势的性能，高速度，高精度，无隙，高刚度，快速响应和时间稳定。
在这种情况下，它是对新型的高性能混合线性直接驱动步进电机的模块化的一种研究。
用MATLAB / Simulink ®环境对计算机模拟得到的结果仿真，并对电机的配置进行研究。
1.引言线性电机由旋转音圈电机和负荷直接刚性连接的。
不用的有滚珠、齿轮、皮带、和滑轮。
所有这些创造出优势是简单、高效、定位精度。
特别是加速度，可以显著的从这些旋转的直线运动发动机和传统的转换发动机比较中看出。
通过一些众所周知的文献和广泛的利用中也发现了线性步进电动机的一些缺点。
在任何一个位置原动机中的一个极都会引起很大的破坏力，减少了切向力。
这种方式，其总体的效率是降低了。
此外磁通量通过原动机和在两个电枢之间两极的滚筒通过引起了很强的法向力之间的吸引力。
最大的法向力是上述两个相同电极发生破坏力所产生的。
为了消除这些不足,提出了一种模块化混合式直线步进电动机。
这种电动机的横截面图已经给出了（图1）。
电机的先行者的讨论是建立了四个独立的模块，被四分之一的XX所取代。
每个模块有两个磁极，永久磁铁和线圈的命令。
该命令线圈放在核心分支平行于永久磁铁。
模块的两极间距在仿佛一极的牙齿与牙齿的排列方式压板，比另一极的牙齿也与滚筒的牙齿对齐。
滚筒是等距离的，从高渗透冷轧钢板制作任何长度的齿列。
在两个转子的齿结构具有相同音高的罚款牙齿。
空气轴承系统维护所需的两个转子之间的航空期间动议人的旅行沿着滚筒的差距，在低分辨率提供直，僵硬，齿轮，自由运动，保证了电机的寿命几乎无限像古典混合线性步进电机，这种电机的变体也正在变磁阻组合原则和永磁电动机运行[4]。
毕业设计论文基于matlab的步进电机转速控制仿真（论文）
毕业设计论文基于matlab的步进电机转速控制仿真(论文)摘要一般电动机都是连续旋转而步进电动却是一步一步转动的故叫步进电动机每输入一个冲信号该电动机就转过一定的角度有的步进电动机可以直接输出线位移称为直线电动机因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移或直线位移的执行元件数字控制系统的发展步进电动机的应用逐渐扩大仿真环境下建立了步进电机模型不仅仿真结果与实物仿真一致而且其仿真方法简单仿真时间大大缩短是一种理想的步进电机仿真研究方法关键词仿真ABSTRACTGeneral Motors is a continuous rotation while the step is electric rotating step by step so called stepper motors Each input of a red signal the motor will turn a certain angle some stepper motors can be directly output line displacement known as the linear motor Therefore the stepper motor is a pulse into the point of displacement or linear displacement of the implementation of the components With the development of digital control systems stepper motor application gradually expanding Although the stepper motor has been widely used but the stepper motor does not like a normal DC motor AC motor used in the routine It must be double-ring pulsesignal drive circuit composed of control before useUsed in the product forming the beginning of Shang Ruoli simulation software circuit simulation is an important study of its Indispensable want of means to control program simulation environment for debugging not only without actually hardware better Bufen meet the engineering requirements Matlab language is a science and engineering calculations for high-level language which combines scientific computing automatic control signal processing neural networks image processing and other functions into one is an advanced mathematical analysis and computation software can be used as dynamic Modeling and Simulation MATLAB-Simulink simulation environment based on the establishment of a stepping motor under the model simulation results not only consistent with the physical simulation and the simulation method is simple the simulation time is shortened it is an ideal stepping motor simulation methodsKEY WORDS Stepper motor matlab simulation前言步进电机问世以后很快确定了自己的应用场合为开环高分辨率的定位系统工业应用发展到今已有约30年的历史目前还没有更适合的取代它的产品而且已经发展成为除直流和交流电机外的第三大类电动机产品但毕竟发展历史不长人们从应用的角度看仍有不成熟的感觉步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件在非超载的情况下电机的转速停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数而不受负载变化的影响即给电机加一个脉冲信号电机则转过一个步距角这一线性关系的存在加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点使得在速度位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单摘要 1ABSTRACT 2前言 3第1章引言 511步进电机概述 512系统仿真技术概述713仿真软件的发展状况与应用 7第2章 MATLAB概要821 MATLAB概述822 概述10第3章步进电机基本原理 1131 典型结构和工作原理1132 旋转通电方式1233 小步距角步进电机1434 其他型式的步进电动机16com步进电动机1635 步进电机的控制方式21com机的开环控制21com 步进电机的闭环控制22第4章混合式步进数学模型及其建模2341 混合式步进数学模型2342 混合式步进电机的建模 27第5章步进电动机的驱动电源3051混合式步进电机的绕组通电方式305．2 两相双四拍环形分配器32第6章步进电机控制方式仿真结果3561 PID控制器 35comID控制器35参考文献38致谢40第1章引言步进电机最早是在1920年代由英国人所开发1950年代后期晶体管的发明也逐渐应用在步进电机上对于数字化的控制变得更为容易往后经过不断改良使得今日步进电机已广泛运用在需要高定位精度高分解能高响应性信赖性等灵活控制性高的机械系统中在生产过程中要求自动化省人力效率高的机器中我们很容易发现步进电机的踪迹尤其以重视速度位置控制需要精确操作各项指令动作的灵活控制性场合步进电机用得最多11步进电机概述步进电机依其构造上的差异可分为三大类可变磁阻式VR型转子以软铁加工成齿状当定子线圈不加激磁电压时保持转矩为零故其转子惯性小响应性佳但其容许负荷惯性并不大其步进角通常为15°永久磁铁式PM型转子由永久磁铁构成其磁化方向为辐向磁化无激磁时有保持转矩依转子材质区分其步进角有45°90°及75°1125°15°18°等几种混和式HB型转子由轴向磁化的磁铁制成磁极做成复极的形式其乃兼采可变磁阻式步进电机及永久磁铁式步进电机的优点精确度高转矩大步进角度小目前市场上所使用的工业用步进电机以混和式HB型最为普遍步进电机的特征步进电机最大特征即是能够简单的做到高精度的定位控制以5相步进电机为例其定位基本单位分辨率为072°全步级036°半步级是非常小的停止定位精度误差皆在±3分±005°以内且无累计误差故可达到高精度的定位控制步进电机的定位精度是取决于电机本身的机械加工精度置及速度控制步进电机在输入脉冲信号时可以依输入的脉冲数做固定角的回转进而得到灵活的角度控制位置控制并可得到与该脉冲信号周波数频率成比例的回转速度具定位保持力步进电机在停止状态下无脉波信号输入时仍具有激磁保持力故即使不依靠机械式的刹车也能做到停止位置的保持动作灵敏步进电机因为加速性能优越所以可做到瞬时起动停止正反转之快速频繁的定位动作开回路控制不必依赖传感器定位步进电机的控制系统构成简单不需要速度感应器ENCODER转速发电机及位置传感器SENSOR就能以输入的脉波做速度及位置的控制也因其属开回路控制故最适合于短距离高频度高精度之定位控制的场合下使用中低速时具备高转矩步进电机在中低速时具有较大的转矩故能够较同级伺服电机提供更大的扭力输出高信赖性使用步进电机装置与使用离合器减速机及极限开关等其它装置相较步进电机的故障及误动作少所以在检查及保养时也较简单容易小型高功率步进电机体积小扭力大尽管于狭窄的空间内仍可顺利做安装并提供高转矩输出12系统仿真技术概述系统是由客观世界中实体与实体间的相互作用和相互依赖关系构成的具有某种特定功能的有机整体系统的分类方法是多种多样的习惯上依照其应用范围可以将系统分为工程系统和非工程系统工程系统的含义是指由相互关联部件组成的一个整体以实现特定的目的例如电机驱动自动控制系统是由执行部件功率转换部件检测部件所组成用它来完成电机的转速位置和其他参数控制的某个特定目标非工程系统的定义范围很广大至宇宙小至原子只要存在着相互关联相互制约的关系形成一个整体实现某种目的的均可以认为是系统如果想定量地研究系统地行为可以将其本身的特性及内部的相互关系抽象出来构造出系统的模型系统的模型分为物理模型和数学模型由于计算机技术的迅速发展和广泛应用数学模型的应用越来越普遍系统的数学模型是描述系统动态特性的数学表达式用来表示系统运动过程中的各个量的关系是分析设计系统的依据从它所描述系统的运动性质和数学工具来分又可以分为连续系统离散时间系统离散事件系统混杂系统等还可细分为线性非线性定常时变集中参数分布参数确定性随机等子类系统仿真是根据被研究的真实系统的数学模型研究系统性能的一门学科现在尤指利用计算机去研究数学模型行为的方法计算机仿真的基本内容包括系统模型算法计算机程序设计与仿真结果显示分析与验证等环节13仿真软件的发展状况与应用早期的计算机仿真技术大致经历了几个阶段20世纪40年代模拟计算机仿真50年代初数字仿真60年代早期仿真语言的出现等80年代出现的面向对象仿真技术为系统仿真方法注入了活力我国早在50年代就开始研究仿真技术了当时主要用于国防领域以模拟计算机的仿真为主70年代初开始应用数字计算机进行仿真[4]随着数字计算机的普及近20年以来国际国内出现了许多专门用于计算机数字仿真的仿真语言与工具如CSMPACSL SIMNOM MATLAB MatrixSystem Build CSMP-C等第2章 MATLAB概要21 MATLAB概述MATLAB是国际上仿真领域最权威最实用的计算机工具它是MathWork公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化数学软件被誉为巨人肩上的工具MATLAB是一种应用于计算技术的高性能语言它将计算可视化和编程结合在一个易于使用的环境中此而将问题解决方案表示成我们所熟悉的数学符号其典型的使用包括数学计算运算法则的推导模型仿真和还原数据分析采集及可视化科技和工程制图开发软件包括图形用户界面的建立MATLAB是一个交互式系统它的基本数据元素是矩阵且不需要指定大小通过它可以解决很多技术计算问题尤其是带有矩阵和矢量公式推导的问题有时还能写入非交互式语言如C和Fortran等MATLAB的名字象征着矩阵库它最初被开发出来是为了方便访问由LINPACK 和EISPAK开发的矩阵软件其代表着艺术级的矩阵计算软件MATLAB在拥有很多用户的同时经历了许多年的发展时期在大学环境中它作为介绍性的教育工具以及在进阶课程中应用于数学工程和科学在工业上它是用于高生产力研究开发分析的工具之一MATLAB的一系列的特殊应用解决方案称为工具箱toolboxes作为用户不可缺少的工具箱它可以使你学习和使用专门技术工具箱包含着M-file集它使MATLAB可延展至解决特殊类的问题在工具箱的范围内可以解决单个过程控制系统神经网络模糊逻辑小波仿真及其他很多问题经过几十年的完善和扩充它已发展成线形代数课程的标准工具在美国MATLAB是大学生和研究生必修的课程之一美国许多大学的实验室都安装有MATLAB供学习和研究之用它集数值分析矩阵运算信号处理和图形显示于一体构成了一个方便的界面友好的用户环境其包含的SIMULINK是用于在MATLAB下建立系统框图和仿真环境的组件其包含有大量的模块集可以很方便的调取各种模块来搭建所构想的试验平台同时SIMULINK还提供时域和频域分析工具能够直接绘制系统的Bode图和Nyquist图MATLAB系统可分为五个部分MATLAB语言这是一种高级矩阵语言其有着控制流程状态功能数据结构输入输出及面向对象编程的特性它既有小型编程的功能快速建立小型可弃程序又有大型编程的功能开发一个完整的大型复杂应用程序MATLAB的工作环境这是一套工具和设备方便用户和编程者使用MATLAB它包含有在你的工作空间进行管理变量及输入和采集数据的设备同时也有开发管理调试 profiling M-files MATLABs applications Bessel功能和快速傅立叶变换MATLAB应用程序编程界面这是一个允许你在MATLAB界面下编写C和Fortran程序的库它方便从MATLAB中调用例程即动态链接使MATLAB成为一个计算器用于读写MAT-files22 概述是用于仿真建模及分析动态系统的一组程序包它支持线形和非线性系统能在连续时间离散时间或两者的复合情况下建模系统也能采用复合速率也就是用不同的部分用不同的速率来采样和更新提供一个图形化用户界面用于建模用鼠标拖拉块状图表即可完成建模在此界面下能像用铅笔在纸上一样画模型相对于以前的仿真需要用语言和程序来表明不同的方程式而言有了极大的进步拥有全面的库如接收器信号源线形及非线形组块和连接器同时也能自己定义和建立自己的块模块有等级之分因此可以由顶层往下的步骤也可以选择从底层往上建模可以在高层上统观系统然后双击模块来观看下一层的模型细节这种途径可以深入了解模型的组织和模块之间的相互作用在定义了一个模型后就可以进行仿真了用综合方法的选择或用的菜单或MATLAB命令窗口的命令键入菜单的独特性便于交互式工作当然命令行对于运行仿真的分支是很有用的使用scopes或其他显示模块就可在模拟运行时看到模拟结果进一步可以改变其中的参数同时可以立即看到结果的改变仿真结果可以放到MATLAB工作空间来做后处理和可视化模型分析工具包括线性化工具和微调工具它们可以从MATLAB命令行直接访问同时还有很多MATLAB的toolboxes中的工具因为MATLAB和是一体的所以可以仿真分析修改模型在两者中的任一环境中进行小结综上所述利用MATLAB来仿真步进电机的运行情况可以帮助研究者更好更方便的了解步进电机的特性以便进一步改善其效率第3章步进电机基本原理31 典型结构和工作原理一般电动机都是连续旋转而步进电动却是一步一步转动的故叫步进电动机每输入一个冲信号该电动机就转过一定的角度有的步进电动机可以直接输出线位移称为直线电动机因此步进电动机是一种把脉冲变为角度位移或直线位移的执行元件步进电动机的转子为多极分布定子上嵌有多相星形连接的控制绕组由专门电源输入电脉冲信号每输入一个脉冲信号步进电动机的转子就前进一步由于输入的是脉冲信号输出的角位移是断续的所以又称为脉冲电动机随着数字控制系统的发展步进电动机的应用将逐渐扩大步进电动机的种类很多按励磁可分为反应式永磁式和感应子式按相数分则可分为单相两相和多相三种其中反应式步进电机用得比较普遍结构也比较简单所以以反应式步进电机为例介绍步进电机的工作原理反应式步进电动机的工作原理与反应式同步电机一样也是利用凸极转子横轴磁阻与直轴磁阻之差所引起的反应转矩而转动的为了便于理解先以一个简单的三相步进电动机为例图 3-1是反应式步进电动机结构示意图它的定子具有均匀分布的六个磁极磁极上绕有绕组两个相对的磁极组成一组联法如图所示图 3-1 三相反应式步进电动机的结构电机转子均匀分布着很多小齿定子齿有三个励磁绕阻其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开 013て23て相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以て表示即A 与齿1相对齐B与齿2向右错开13てC与齿3向右错开23てA与齿5相对齐A 就是A齿5就是齿132 旋转通电方式图 3-2 三相单三拍运行转子位置步进电动机的工作原理其实就是电磁铁的工作原理定子由若干相控制绕组构成每相依次通入直流电磁通具有力图沿磁阻最小路径通过的特点如A相通电BC相不通电时由于磁场作用齿1和齿3与A A对齐如图3-2a所示如B相通电AC相不通电时齿2应与B对齐此时转子向右移过13て此时齿3与C偏移为13て齿4与A偏移て-13て 23て如图3-2b所示如C相通电AB相不通电齿3应与C对齐此时转子又向右移过13て此时齿4与A偏移为13て对齐如图3-2c所示如A相通电BC相不通电齿4与A对齐转子又向右移过13て这样经过ABCA 分别通电状态齿4即齿1前一齿移到A相电机转子向右转过一个齿距如果不断地按A-B-C-A通电电机就每步每脉冲13て向右旋转如按A-C-B-A通电电机就反转这种按A-B-C-A方式运行的称为三相单三拍运行所谓三相是指步进电动机具有三相定子绕组单是指每次只有一相绕组通电三拍指三次换接为一个循环第四次换接重复第一次情况除了这种运行方式外三相步进电动机还可以以三相六拍和三相双三拍运行三相六拍运行的供电方式是A-AB-B-BC-C-CA-这时每一循环换接6次总共有6种通电状态这6种通电状态中有时只有一相绕组通电如A相有时有两相绕组同时通电如A相和B相图3-3表示这种方式对控制绕组供电时转子位置和磁通分布的图形开始时先单独接通A相这时与单三拍的情况相同转子齿1和3的轴线与定子极轴对齐如图3-3a所示当A和B两相同时通电时转子稳定位置将会停留在AB两定子磁极对称的中心位置上依此类推如果下面继续按照BC-C-CA-A的顺序使绕组换接那末步进电动机就不断按顺时针方向旋转当顺序顺序改为A-AC-C-CB-B-BA-A时步进电动机就反响即按逆时针方向旋转图 3-3 三相六拍运行aA相通电bAB相通电cB相通电dBC相通电可见单双六拍运行时步距角为15°比三拍通电方式时减小一半因此同一台步进电动机采用不同的通电方式可以有不同的拍数对应运行时的步距角也不同此外六拍运行方式每一拍也总有一相控制绕组持续通电也具有电磁阻尼作用电机工作也比较平稳33 小步距角步进电机以上这种结构形式的反应式步进电动机它的步距角较大常常满足不了系统精度的要求所以大多数采用如图3-4所示的定子磁极上带有小齿转子齿数很多的反应式结构其步距角可以做得很小下面进一步说明它的工作原理图3-4所示的是最常见的一种小步距角的三相反应式步进电动机定子每个图3-4 三相反应式步进电动机的结构极面上有5个齿转子上均匀分布40个齿定转子的齿宽和齿距都相同当A相控制绕组通电时转子受到反应转矩的作用使转子齿的轴线和定子AA′极下齿的轴线对齐因转子上共有40个齿其齿距角为定子每个极距所占的齿数为不是整数如图3-5所示因此当定子A相极下定转子齿对齐时定子B相极和C相极下的齿和转子齿依次有 13 齿距的错位即3°同样当A相断电B相控制绕组通电时反应转矩的作用下子按逆时针方向转过3°转子齿的轴线和定子B相极下齿的轴线对齐这时定子C相极和A相极下的齿和转子齿又依次错开 13 齿距依次类推若继续按单三拍的顺序通电转子就按逆时针方向一步一步地转动步距角为3°当然改变通电顺序即按A-C-B-A 电机按顺时针方向反转图3-5转子展开图 A相绕组通电若采用三相单双六拍的通电方式运行时和前面分析的道理完全一样步距角也减小一半为15°通过以上分析可知转子的齿数不能任意选取因为在同一相的几个磁极下定转子齿应同时对齐或同时错开才能使几个磁极的作用相加产生足够的反应转矩所以转子齿数应是定子磁极的偶数倍另外在不同相的磁极下定转子相对位置应依次错开 1m 齿距这样才能在连续改变通电状态下获得连续不断的运动否则当某一相控制绕组通电时转子齿都将处于磁路的磁阻最小的位置上各相绕组轮流通电时转子将一直处于静止状态电动机不能正常运行为此要求两相邻相磁极轴线之间转子的齿数应为整数加或减 1m 即3-1式中K 为正整数Zr 为转子的齿数2p 为一相绕组通电时在圆周上形成的磁极数图 3-5定转子展开图A相绕组通电如果以 N 表示步进电动机运行的拍数则转子经过 N 步将转过一个齿距每转一圈即360°机械角需要走NZr 步步距角为3-2N Cm式中C 为通电状态系数当采用单拍或双拍方式时C 1而采用单双拍方式时C 2由此可见增加拍数和转子的齿数可以减小步距角有利于提高控制精度增加电机的相数可以增加拍数也可以减小步距角但相数越多电源及电机的结构越复杂造价也越高反应式步进电动机一般做到六相个别的也有八相或更多相增加转子的齿数是减小步进电动机步距角的一个有效途径目前所使用的步进电动机转子的齿数一般很多对相同相数的步进电动机既可采用单拍方式也可采用单双拍方式所以同一台电机可有两个步距角如 3°15° 15°075° 12°06°等当通电脉冲的频率为时由于转子每经过 NZr 个脉冲旋转一周故步进电动机每分钟的转速为3-3式中的单位为 HZ可见反应式步进电动机的转速与拍数 N转子齿数 Zr 及脉冲的频率有关当转子齿数一定转速与输入脉冲的频率成正比改变脉冲的频率可以改变电机的转速34 其他型式的步进电动机com步进电动机图3-6是永磁式步进电动机的结构原理图定子为凸极式装有两相或多相绕组转子为凸极式星形磁钢其极对数与定子每相绕组的极对数相同图中定子为两相集中绕组AO BO 每相为两对极所以转子也是两对极即 p 2当定子绕组按 A-B –A - –B -A 的次序轮流通电时转子将按顺时针方向每次转过45°即步距角为45°永磁式步进电动机的步距角3-4用电弧度表示则有3-5式中p 为转子极对数图 3-6 永磁式步进电机由上可知永磁式步进电机要求电源供给正负脉冲否则不能运行这就使电源的线路复杂化了这个问题可通过在同一相的极上绕两套绕向相反的绕组电源只供给正脉冲的方法来解决这样做虽然增加了用铜量和电机尺寸但却简化了对电源的要求此外还有两相双四拍通电方式即AB-B –A - –A –B - –B A-AB永磁式步进电动机的特点是①大步距角例如②启动和运行频率较低通常为几十到几百赫兹但转速不一定低但它所需的③控制功率较小效率高④在断电情况下具有定位转矩⑤有强的内阻力矩主要用于新型自动化仪表com步进电动机混合式步进电动机也称为感应子式步进电动机这是一种十分流行的步进电动机它的定子铁心与反应式步进电动机相同也是两相集中绕组每项为两极对按A-B –A - –B -A次序轮流通以正负脉冲转子的结构与永久磁钢的电磁减速式同步电动机相同它既有反应式步进电动机小步距角的特点又有永磁式步进电动机的高效率绕组电感比较小的特点常常也作为低速同步电动机运行一两相混合式步进电动机的结构图3-7为两相混合式步进电动机的轴向剖视图定子的结构与反应式步进电动机基本相同沿着圆周有若干个凸出的磁极极面上有小齿极身上有控制绕组控制绕组的接线如图3-8所示转子由环形磁钢和两段铁芯组成环形磁钢在转子中部轴向充磁两段铁芯分别装在磁钢的两端转子铁芯上也有小齿两段铁芯上的小齿相互错开半个齿距定转子的齿距和齿宽相同齿数的配合与单段反应式步进电动机相同图3-7混合式步进电动机轴向剖视图图3-8混合式步进电动机轴向剖视图二两相混合式步进电动机的工作原理混合式步进电动机作用在气隙上的磁动势有两个一个是由永久磁钢产生的磁动势另一个是由控制绕组产生的磁动势这两个磁动势有时是相加的有时是相减的视控制绕组中电流方向而定这种步进电动机的特点是混入了永久磁钢的磁动势故称为混合式步进电动机1零电流时工作状态各相控制绕组中没有电流通过这时气隙中的磁动势仅由永久磁钢的磁动势决定如果电机的结构完全对称各个定子磁极下的气隙磁动势将完全相等电动机无电磁转矩因为永磁磁路是轴向的从转子B端到定子的B端轴向到定子的A端转子的A端经磁钢闭合在这个磁路上总的磁导与转子位置无关这一方面由于转子不论处于什么位置每一端的不同极下磁导有的大有的小但总和不变另一方面由于两段转子的齿错开了半个齿距所以即使在一个极的范围内看当B端磁导增大时A端必然减小也使总磁导在转子位置不同时保持不变。
基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究
基于MATLAB_SIMULINK实现三相交流异步电机SPWM调速控制的仿真与研究课程名称：电气工程课程设计基于MATLAB_SIMULINK三相交流异步电机SPWM控制调速的仿真与研究一．PWM控制的基本原理在采样控制理论中有一个重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲在具有惯性的环节上，其效果基本相同。
冲量即指窄脉冲的面积。
这里所说的效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。
如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常相近，仅在高频段略有差异。
当窄脉冲的形状不同，而它们的面积相等，那么，当它们分别加在具有惯性的同一个环节上时，其输出响应基本相同。
当窄脉冲变为单位冲击函数时，环节的响应即为该环节的脉冲过渡函数。
脉冲越窄，各脉冲响应波形的差异也越小。
如果周期性的施加脉冲，则响应也是周期的，用傅里叶级数分解后将可看出各波形在低频段的特性将非常接近，仅在高频段有所不同。
上述原理即称之为面积等效原理，它是PWM控制技术的重要理论基础。
下面分析如何使用一系列等副不等宽的脉冲来代替一个正弦波。
将正弦半波分成N等份，就可以把正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲序列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等，且脉冲顶部不是水平直线，而是曲线，各脉冲的幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲序列利用相同数量的等副而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦半波部分面积相等，而得到一系列的脉冲序列，即PWM波形。
根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效的。
对于正弦半波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。
像这种脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称之为SPWM（Sinusoidal PWM)波形。
二．电压型PWM逆变电路及其控制方法本实验采用调制法，即把希望输出的波形（正弦波）作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。
电机控制基于Simulink的仿真ppt课件
系统模块 系统模块库
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
Simulink公共模块库
• Simulink中最为基础、最为通用的模块库，它可以被应用 到不同的专业领域中。 – 连续模块continuous、非连续模块discontinuous – 离散模块discrete、查找表模块Look-up Table – 数学运算Math Operations – 模型验证模块Model Verification – 模型扩充工具Model-Wide Utilities – 端口和子系统模块Ports & Subsystems、 – 信号属性模块Signal Attributes – 信号路由模块Signal Routing、接收模块Sinks – 输入模块Sources – 用户自定义函数模块User-Defined Functions
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
Simulink应用领域
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
2 Simulink启动及模型建立
Simulink的启动主要有以下两种方法：
– 在MATLAB的命令窗口中输入simulink,结果 是在桌面上出现一个Simulink Library Browser的窗口。 – 单击MATL窗口 。
TI DSP Developer’s Kit
Motorola DSP开发工具箱
TI DSP开发工具箱
电机控制课程设计：MATLAB/Simulink设计
仪器科学与电气工程学院
对Simulink库浏览器的基本操作有：
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
20
➢电机测试信号分配器
2021/3/26
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
21
➢电机测试信号分配器参数设置
2021/3/26
• ir_abc：转子电流ira,irb,irc； • ir_qd：同步d-q坐标下的q轴下的转子电流ir_q 和d轴下的转子电流ir_d； • phir_qd：同步d-q坐标下的q轴下的转子磁通 phir_q和d轴下的转子磁通phir_d； • vr_qd：同步d-q坐标下的q轴下的转子电压 vr_q和d轴下的转子电压vr_d； • is_abc：定子电流isa,isb,isc； • is_qd：同步d-q坐标下的q轴下的定子电流 is_q和d轴下的定子电流is_d； • phir_qd：同步d-q坐标下的q轴下的定子磁通 phis_q和d轴下的定子磁通phis_d； • vs_qd：同步d-q坐标下的q轴下的定子电压 vs_q和d轴下的定子电压vs_d； • wm：电机的转速wm； • Te：电机的电磁转矩Te； • Thetam：电机转子角位移Thetam。
2021/3/26
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
7
1.使用模块 (1)直流电动机(DC-Motor)
（2）直流电压源（E、Ef）
模块取自SimPowerSystems工具箱 中的Electrical Sources库里的DC voltage source模块。直流电压E为 直流电机的电枢回路电压，直流 电压Ef直流电机的励磁电压，二 者参数（Amplitude）设置为240。
电机控制基于Simulink的仿真
子系统建立方法(2种)
• 在已有的系统模型中建立子系统：
– 首先框选待封装的区域，即在模型编辑器背景 中单击鼠标左键并拖动，选中需要放置到子系 统中的模块与信号（或在按下Shift键的同时， 用鼠标左键单击所需模块）；然后选择Edit菜 单下的Create Subsystem，即可建立子系统 。
离散模块discrete查找表模块lookuptable数学运算mathoperations模型验证模块modelverification模型扩充工具modelwideutilities信号属性模块signalattributes信号路由模块signalrouting接收模块sinks用户自定义函数模块userdefinedfunctionssimulink的部分专业模块库dspblockset数字信号处理工具包fixedpointblockset定点运算控制系统仿真工具包powersystemblockset电力电动系统工具包dialsgaugesblockset交互图形和控制面板设计工具包communicationsblockset通讯系统工具包cdmareferenceblocksetcdmacdma通讯系统设计和分析工具包nonlinearcontroldesignblockset非线性控制设计工具箱motoroladspdeveloperskitmotoroladsp开发工具箱tidspdeveloperskittidsp开发工具箱对simulink库浏览器的基本操作有
• 例：简单系统的输入为一个正弦波信号，输出为
此正弦波信号与一个常数的乘积。要求建立系统 模型，并以图形方式输出系统运算结果。
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
2021/3/26
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
7
1.使用模块 (1)直流电动机(DC-Motor)
（2）直流电压源（E、Ef）
模块取自SimPowerSystems工具箱 中的Electrical Sources库里的DC voltage source模块。直流电压E为 直流电机的电枢回路电压，直流 电压Ef直流电机的励磁电压，二 者参数（Amplitude）设置为240。
2021/3/26
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
11
例2.直流电动机分级起动
由于直流电动机直接起动电流过大，为了限制起动电流，通常在电源和电动机之 间加上起动变阻箱。
起动变阻箱由三个电阻组成，在每个电阻两端并联一个理想开关，通过设置开关 不同的导通时间，来切除电阻。起动瞬间，三个开关全部断开，此时电阻全部接 入。一定时间后，第一个开关导通，相应地第一个电阻被切除。依此类推，达到 限制电流和保证电磁转矩的目的。
• a、b、c：绕线式转子输出电压端子，一般短接在一起或者连接到
其它附加电路中，而鼠笼式电机无此输出端子；
• m：电机信号输出端子，一般接电机测试信号分配器观测电机内
部信号，或引出反馈信号。
MATLAB simulink在电机中的仿真
2021/3/26
ppt课件
MATLAB应用技术
19
➢异步电动机模型参数设置
2021/3/26
MATLAB simulink在电机中的仿真 ppt课件
MATLAB应用技术
14
（2）调速电阻
调速电阻选自SimPowerSystems工具箱中的Elements库里的series RLC branch模块。
SIMULINK环境下同步电机数字实时仿真模型
芍＞
加降３月ｆｒ日
同济大学硕士论文
第一章绪论
第一章绪论
１．１电力系统数字仿真概况
１．１．１系统数字仿真
系统数字仿真是将数学模型在计算机上进行仿真试验的过程，是信息处理、 微电子技术、计算机科学、计算数学、控制理论和专业应用技术等学科的综合。 系统数字仿真包括三个主要步骤：１．建立数学模型：２．构建仿真模型‘ｔ＆在模型上 做仿真试验。仿真的方法可以分为三类：
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｂｅ ｏｆ ａ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｕｂｊｅｃｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｙ锄ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ
ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍａｃｈｉｎｅ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｏｔｂⅣａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ Ｍａｔｌａｂ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂｕｒｄｅｎｓｏｍｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃ ｔａｓｋｓ ｉｎ
随着实际系统的发展，系统的规模和复杂程度发生了很大变化，采取物理模 型的仿真方法受到很大限制。随着大规模集成电路、计算机软硬件和数值计算技
同济大学硕士论文
第一章绪论
术飞速发展，计算机的性能价格比不断提高，为系统数字仿真提供了强大的软硬 件保证，为此仿真模型也出现了用数学模型代替物理模型的新型模型系统。由于 系统数字仿真作为一种研究、试验和培训手段具有极好的经济性和实用性，几乎 可以应用于任何一种工程与非工程领域。
【可以参考,有一点点假】基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析
输出如图 4 所示 , P I D 系统响应时间为 4. 2 s。为了消 除超调 ,系统响应时间较长 ,而输出在平衡位置有轻微 的抖动 。
3 步进电机模糊 P I D 控制
3. 1 参数模糊自整定 P I D 控制系统结构
普通的 P I D 控制器 , 对于像步进电机这种参数时 变的非线性被控对象 ,其控制效果往往不是特别理想 。 而参数模糊自整定 P I D 控制是模糊 P I D 控制的一种 , 它针对这一缺点 ,对 P I D 控制进行的改进 。控制系统 结构如图 5 所示 。
1 混合式步进电机模型
1. 1 数学模型
对于两相混合式步进电机 , 在不计定子极间和端 部的漏磁 、 不计永磁体回路的漏磁 、 忽略磁滞和涡流的 影响 、 忽略饱和的影响 、 忽略定子线圈自感的谐波分量 时 ,两相混合式步进电机的电压平衡方程为
基于 Sim ulink 仿真的步进电机闭环控制系统分析
收稿日期 : 2008 - 08 - 28 作者简介 : 刘川 (1983 —) ,男 ,山东青岛人 ,在读硕士 ,主要研究 方向为步进电机控制与应用 ; 刘景林 ( 1964 —) , 男 , 河南开封 人 ,教授 ,博士生导师 ,主要研究方向为电机设计与控制 。
好的 P I D 参数实施控制很难达到理想的控制效果 。而 模糊控制主要是模仿人的控制经验而不依赖于控制对 象的模型 ,主要研究那些在现实生活中广泛存在的 、 定 性的 、 模糊的 、 非精确的信息系统的控制问题 , 但由于 它对信息进行简单的模糊处理会导致被控系统控制精 度的降低和动态品质变差 。针对这种情况 , 把模糊控 制和常规 P I D 控制有机地结合在一起 , 即采用了模糊 PI D 控制方案对步进电机进行控制 。本文对两种控制 方法进行了比较 ,并对模糊 P I D 控制方法进行了改进 , 提出了一种位置速度双闭环的步进电机控制系统 , 进 一步提高系统性能 。
基于MATLABSimulink机电系统动态仿真教程第一章
二、仿真的分类
按模型分类
1、物理仿真：采用物理模型，有实物介入！ 具有效果逼真，精度高等优点，但造价高或耗时长， 大多在一些特殊场合下采用（如导弹、卫星一类飞 行器的动态仿真，发电站综合调度仿真与培训系统 等），具有实时性、在线的特点。 2、数学仿真：采用数学模型 在计算机上进行，具有非实时性、离线的特点，经 济、快速、实用。
《机电系统动态仿真——基于 MATLAB/Simulink》
刘白雁教授编著 机械工业出版社
2006，8
仿真软件的简介 一、仿真的发展
1、程序编程阶段： 所有问题（如：微分方程求解、 矩阵运算、绘图等）都是用高级算法语言（如C、 FORTRAN等）来编写。 2、程序软件包阶段： 出现了“应用子程序库”。 3、交互式语言阶段（仿真语言：仿真语言可用一 条指令实现某种功能，如“系统特征值的求解”， 使用人员不必考虑什么算法，以及如何实现等低 级问题。 4、模型化图形组态阶段：符合设计人员对基于模 型图形化的描述。
三、常见的几种仿真软件
PSPICE、ORCAD：通用的电子电路仿真软件， 适合于元件级仿真。 SYSTEM VIEW：系统级的电路动态仿真软 件 MATLAB：具有强大的数值计算能力，包含 各种工具箱，其程序不能脱离MATLAB环境 而运行，所以严格讲，MATLAB不是一种计 算机语言，而是一种高级的科学分析与计算软 件。 SIMULINK：是MATLAB附带的基于模型化 图形组态的动态仿真环境。
按计算机类型分类
1、模拟仿真：采用数学模型，在模拟计算机 上进行的实验研究。50年代 2、数字仿真：采用数学模型，在数字计算机 上借助于数值计算方法所进行的仿真实验。 60年代
3、混合仿真：结合了模拟仿真与数字仿真。 4、现代计算机仿真：采用先进的微型计算机，基于 专用的仿真软件、仿真语言来实现，其数值计算 功能强大，使用方便，易学。80年代以来