pwm双闭环
三相电压型PWM整流的新型双闭环控制策略
三相电压型PWM整流的新型双闭环控制策略一、本文概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM整流器因其高效率、高功率因数以及优良的电能质量调节能力，在电力系统中得到了广泛应用。
然而，传统的三相电压型PWM整流器控制策略在复杂多变的电网环境下往往难以达到理想的性能。
因此，研究并开发新型的控制策略，以提高整流器的稳定性和动态响应能力，具有重要的理论价值和实际应用意义。
本文提出了一种三相电压型PWM整流的新型双闭环控制策略。
该策略结合了传统的电压外环和电流内环，通过引入一种新型的非线性控制算法，实现了对整流器输出电压和电流的精确控制。
同时，该策略还考虑了电网电压的波动和负载变化的影响，通过动态调整控制参数，保证了整流器在各种工况下的稳定运行。
本文首先介绍了三相电压型PWM整流器的基本原理和传统的控制策略，然后详细阐述了新型双闭环控制策略的设计和实现过程。
接着，通过仿真和实验验证了该控制策略的有效性和优越性。
对本文的研究成果进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。
本文的研究工作为三相电压型PWM整流器的控制策略提供了新的思路和方法，对于提高整流器的性能和稳定性，推动电力电子技术的发展具有积极的意义。
二、三相电压型PWM整流器的基本原理三相电压型PWM整流器是一种能够实现AC到DC转换的电力电子设备，其基本原理基于PWM（脉冲宽度调制）技术和三相电力电子变换技术。
该整流器主要由三相桥式电路、PWM控制器和滤波电路组成。
三相桥式电路由六个开关管（通常是IGBT或MOSFET）组成，分为上桥臂和下桥臂，每相上下各两个开关管。
通过控制这些开关管的通断状态，可以实现AC电源与直流负载之间的能量转换。
当开关管导通时，相应的相线与直流侧正极或负极相连，形成通路；当开关管关断时，相线与直流侧断开。
PWM控制器是整流器的核心部分，负责生成控制开关管通断的信号。
控制器根据输入的电压和电流信号，以及设定的控制策略，计算出每个开关管应该导通的时间，从而生成PWM信号。
全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统研究
全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统研究全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统研究摘要：随着现代电力系统的发展，可逆直流调速系统作为一种高效能、可靠性强的电气调节装置，在工业生产中得到广泛应用。
本文针对传统的双闭环可逆直流PWM调速系统存在的问题，以及数字化技术的进步，提出了一种全数字化的双闭环可逆直流PWM调速系统方案，并对其进行了详细研究。
实验结果表明，该系统具有调速准确、响应速度快和稳态性能好等优点，可以满足工业生产的要求。
一、引言可逆直流调速系统作为一种能实现电机调速、位置控制和转矩控制等多种功能的装置，广泛应用于机械传动控制、过程控制和自动化控制等领域。
传统的双闭环可逆直流PWM调速系统由速度外环和电流内环组成，通过对速度进行闭环控制，实现对电机转速的调节。
然而，传统系统存在成本高、体积大、调节精度差和响应速度慢等问题，难以满足现代工业对调速系统高效能、可靠性和智能化的要求。
二、全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统设计全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统通过数字信号处理器（DSP）和现场可编程逻辑门阵列（FPGA）实现对调速系统的全面数字化控制。
系统的控制策略采用双闭环结构，即速度外环控制和电流内环控制。
速度环控制器采用PI控制算法，通过对速度误差进行闭环控制，计算出合适的转矩参考量。
电流环控制器采用PID控制算法，实现对电机电流的闭环控制。
PWM控制器根据电流环输出的电流控制信号，生成适当的PWM 波形，调节直流电机的工作状态。
三、全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统实验验证本文设计了一个实验平台，对全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统进行了实验验证。
实验使用了一台直流无刷电机，并采用了全数字化的控制方案进行调速控制。
实验结果表明，该系统具有调速准确、响应速度快和稳态性能好等优点。
在不同负载条件下，系统能够迅速而稳定地调整电机的转速，并且能够快速响应外部的速度指令。
四、全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的优势1. 调速准确：系统采用了数字信号处理器和现场可编程逻辑门阵列实现全数字化控制，排除了传统模拟信号传输中的误差和干扰，使得调速准确度得到提高。
直流双闭环pwm反馈电路(DOC)
1 已知参数。
某转速电流双闭环直流调速系统采用桥式可逆PWM 电路供电，已知基本数据如下：(1)电动机参数：nom U =220V, nom I =136A, nom n =1460r/min, Ra=0.2Ω 允许过载倍数λ=1.5;（2）电枢回路总电阻：R=0.5Ω； （3）电枢回路总电感：L=15mH ；（4）电动机轴上的总飞轮力矩：2GD =22..5N.2m ； 2 设计指标：电流超调量i δ≤5%，转速无静差，空载起动到额定转速时的转速超调量n δ≤10%。
表2典型Ⅰ型系统动态抗绕性能指标与参数的关系m=2l T T =2T T 51 101 201301 ⨯∆Cb Cmax 100% 27.8% 16.6% 9.3% 6.5%T Ton 2.8 3.4 3.8 4.0TTv 14.7 21.7 28.7 30.4 表3 典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系 参数关系KT 0.25 0.39 0.50 0.69 1.0阻尼比ξ 1.0 0.8 0.707 0.6 0.5 超调量σ 0% 1.5% 4.3% 9.5% 16.3% 上升时间i t 6.6T 4.7T 3.3T 2.4T 峰值时间p t 8.3T 6.2T 4.7T 3.6T 相角稳定裕度γ 76.3° 69.9° 65.5°59.2°51.8°截止频率c ω0.243/T0.367/T0.455/T 0.596/T 0.786/T表4 典型Ⅱ型系统动态抗扰性能指标与参数关系h3 4 5 6 7 8 9 10 bC C /max ∆72.2% 77.5% 81.2% 84.0% 86.3% 88.1% 89.6% 90.8% Tt m / 2.45 2.70 2.85 3.00 3.15 3.25 3.30 3.40 T t Y/13.60 10.45 8.80 12.95 16.85 19.80 22.80 25.85解：(1)假设PWM 开关频率为8kHZ Ts=0.000125s 。
运动控制课程设计不可逆直流PWM双闭环调速系统
运动控制课程设计-不可逆直流PWM双闭环调速系统运动控制课程设计-不可逆直流PWM双闭环调速系统一、设计背景和目的随着工业自动化的快速发展，运动控制系统的应用越来越广泛。
其中，不可逆直流PWM双闭环调速系统在许多场合具有重要作用。
本设计旨在加深对运动控制理论的理解，通过实际操作，掌握不可逆直流PWM双闭环调速系统的设计方法。
二、系统概述不可逆直流PWM双闭环调速系统主要包括电流反馈环和速度反馈环。
电流反馈环主要用于控制电流，速度反馈环则主要用于控制转速。
通过两个环路的协同作用，实现对电机转速的精确控制。
三、系统设计1.硬件设计本系统主要由功率电路、控制电路、检测电路和驱动电路组成。
功率电路包括PWM逆变器和整流器，用于实现直流电转换为交流电，并根据控制信号调节输出电压。
控制电路主要包括控制器和算法，用于实现对电流和转速的反馈控制。
检测电路包括电流检测和速度检测，用于实时监测电流和转速。
驱动电路包括PWM驱动器和H桥驱动器，用于驱动电机旋转。
2.软件设计本系统的软件部分主要包括电流控制环和速度控制环的实现。
电流控制环通过比较实际电流与设定电流的差值，运用PI（比例积分）控制算法调节PWM逆变器的输出电压，以实现对电流的精确控制。
速度控制环则通过比较实际速度与设定速度的差值，运用PI控制算法调节PWM驱动器的占空比，以实现对转速的精确控制。
两个环路之间采用串联连接，电流控制环作为速度控制环的内环，以实现对电流和转速的高效控制。
四、测试与分析1.测试方法为验证本系统的性能，需要进行电流控制环测试和速度控制环测试。
在电流控制环测试中，设定电流值，观察实际电流是否能够快速、准确地跟踪设定值。
在速度控制环测试中，设定转速值，观察实际转速是否能够快速、准确地跟踪设定值。
2.结果分析通过测试，可以发现本系统在电流控制环和速度控制环方面均具有较好的性能。
在电流控制环测试中，实际电流能够快速、准确地跟踪设定值，跟踪误差较小。
pwm双闭环
PWM直流双闭环调速系统的设计直流双闭环调速系统的设计题目要求： 1、已知参数有一转速电流双闭环控制的H 形双极式PWM 直流调速系统，已知电动机参数为：Pnom=0.2kW,Unom=48V ,Inom=3.7A,nnom=200r/min,Ra=6.5 , 电枢回路总电阻R=8 ,允许过载倍数 =2，电势系数Ce=0.12V min/r ，电磁时间常数Tl=0.015s ，机电时间常数Tm=0.2s,电流反馈滤波时间常数Toi=0.001s ，转速滤波时间常数Ton=0.005s 。
设调节器输入输出电压U*nm=U*im=Ucm=10V ,调节器输入电阻R0=40k 。
已计算出电力晶体管D202的开关频率f=1kHz,PWM 环节的放大倍数Ks=4.8。
2、.设计指标稳态无静差，电流超调量 5%，空载启动到额定转速时的转速超调量 20%，过渡过程时间ts= 0.1s 。
3、设计要求 （1）运用调节器工程设计法设计ASR 与ACR ，达到系统的设计指标，得到ASR 与ACR 的结构与参数。
电流环设计为典1系统，转速环设计为典2系统。
（2）设计出上述设计的直流双闭环调速系统的完整硬件实现原理图，原理图采用Protel 软件画图。
（3）说明原理图实现上述直流调速系统的原理。
（4）给出原理图每个元件的型号与值，并说明选值依据。
（5）系统控制部分可以采用模拟电路或者微处理器实现。
若采用微处理器实现，要说明软件实现流程以及核心软件的算法。
一. 电流环的参数计算电流反馈系数：7.27.310*≈==dm im I U β1. 确定时间常数（1）整流装置滞后时间常数s T 。
s T =kHzf 111==1ms （2）电流滤波时间常数s T oi 001.0=i T ∑（3）电流环小时间常数之和i T ∑。
oi s i T T T +=∑=0.002s 2. 选择电流调节器的结构根据设计要求：%5≤i σ，并保证稳态电流无差，可按典型I 型系统设计电流调节器。
双闭环PWM调速系统方案分享之电路设计
双闭环PWM调速系统方案分享之电路设计
利用PWM芯片所设计的调速系统是目前工业领域中应用范围最为广泛的一个分支，也是工程师在设计方面的一个工作重点。
在今明两天的方案分享过程中，本文将会为大家分享一种双闭环PWM调速系统的设计方案，希望能够通过本文的分享和介绍，对各位工程师的设计工作提供一定帮助。
双闭环调速系统的结构
本方案利用PWM芯片所设计的这一直流双闭环调速系统，起内部结构图如下图图1所示。
可以看到，在这一双闭环调速系统中，其内部的转速调节器与电流调节器串极联结，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PWM装置。
其中，脉宽调制变换器的作用是利用脉冲宽度调制法的特点，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。
在这一直流型双闭环PWM调速系统中，其系统启动时，内部的电流和转速波形如下图图2所示。
可以看到，此时这一系统内的启动电流成方波形，而转速是线性增长的。
这是在最大电流(转矩)受限的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。
PWM调速系统的静特性
在这一基于PWM芯片所设计的直流型双闭环调速系统中，由于采用了脉宽调制技术，则在该系统的运行过程中其电流波形都是连续的，因而机械特性关系式比较简单。
因此，在该系统中，其电压平衡的计算方程如下：
Us=Rid+L(did/dt)+E(0≤t0≤t。
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计及MATLAB仿真验证
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计及MATLAB仿真验证双闭环可逆直流脉宽调制（PWM）调速系统是一种常见的电机调速控制方案。
该系统通过两个闭环来实现电机的速度控制和电流控制，从而实现精准的调速效果。
本文将介绍双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统的设计原理，并使用MATLAB进行仿真验证。
设计原理：该系统由以下几个主要部分组成：1.输入信号：输入信号一般是一个速度设定值，表示期望电机的转速。
该信号可以通过人机界面或其他控制系统输入。
2.速度控制环：速度控制环根据输入信号和反馈信号之间的差异来控制电机的转速。
常见的速度控制算法有比例控制、积分控制和微分控制。
3.脉宽调制器：脉宽调制器根据速度控制环输出的控制信号来生成PWM信号，控制电机的转速。
通常使用的脉宽调制算法有定时器计数法和比较器法。
4.电流控制环：电流控制环根据PWM信号和反馈信号之间的差异来控制电机的电流。
常见的电流控制算法有比例控制、积分控制和微分控制。
5.电机驱动器：电机驱动器将电流控制环输出的控制信号转换为电机驱动信号，驱动电机正常运转。
MATLAB仿真验证：为了验证双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统的性能，可以使用MATLAB进行仿真。
以下是一种基本的MATLAB仿真流程：1.定义电机模型：根据电机的参数和特性，定义一个数学模型来表示电机的动态响应，例如通过电机的转矩-转速曲线或电机的方程。
2.设计速度控制器：根据系统要求和电机模型，设计一个适当的速度控制器。
可以使用PID控制器或其他控制算法。
3.设计PWM调制器：根据速度控制器输出的控制信号，设计一个PWM调制器来生成PWM信号。
根据电机模型和控制要求，选择合适的PWM调制算法。
4.设计电流控制器：根据PWM信号和电机模型，设计一个电流控制器。
可以使用PID控制器或其他控制算法。
5. 仿真验证：将以上设计参数输入到MATLAB仿真模型中，并进行仿真验证。
可以使用Simulink工具箱来搭建仿真模型，并通过逐步增加负载或改变速度设定值等方式来验证系统的性能。
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计一、系统概述二、系统设计原理1.速度内环设计原理速度内环的目标是实现对电机转速的闭环控制。
通过测量电机输出轴速度和设定速度值之间的差异，根据PID控制算法计算出控制信号，通过控制器输出的脉宽PWM信号调节电机的输出转矩，从而实现对电机速度的控制。
2.电流外环设计原理电流外环的目标是实现对电机电流的闭环控制。
通过测量电机的电流和设定电流值之间的差异，根据PID控制算法计算出电流控制信号，通过控制器输出的脉宽PWM信号调节电机的电流，从而实现对电机电流的控制。
三、系统构建要素1.电机驱动模块：用于控制电机的转矩和速度，并提供脉宽PWM信号输出接口。
通常使用MOSFET或IGBT作为功率开关元件。
2.速度测量模块：用于测量电机输出轴的转速，通常采用霍尔元件或编码器。
3.电流测量模块：用于测量电机的电流。
通常通过电流传感器或全桥电流检测器实现。
4.控制器：对测量的速度和电流数据进行处理，根据PID控制算法计算出合适的脉宽PWM信号，控制电机的转速和电流。
5.信号调理模块：用于对控制信号进行滤波和放大，以保证信号的稳定性和合理性。
6.反馈回路：将测量得到的电机速度和电流数据反馈给控制器，以实现闭环控制。
7.电源模块：为整个系统提供稳定的电源。
四、系统工作流程1.控制器通过速度测量模块获取电机的实际速度，并与设定速度进行比较计算出速度误差。
2.控制器通过电流测量模块获取电机的实际电流，并与设定电流进行比较计算出电流误差。
3.将速度误差和电流误差作为输入，经过PID控制算法计算出合适的脉宽PWM信号。
4.控制器将计算得到的脉宽PWM信号通过信号调理模块进行滤波和放大，然后输出到电机驱动模块。
5.电机驱动模块根据脉宽PWM信号的占空比调节电机的输出转矩和电流。
6.通过反馈回路将电机的实际速度和电流信息返回给控制器。
7.根据反馈信息对速度误差和电流误差进行修正，进一步优化脉宽PWM信号的计算。
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计一、系统结构设计：系统结构包括输入电源、PWM逆变器、直流电机、电流环和速度环。
输入电源提供电压给PWM逆变器，PWM逆变器将直流电压转换为交流电压，并通过变换器将其提供给直流电机。
同时，电流环用于控制PWM逆变器输出的电流，速度环用于控制直流电机的转速。
二、电流环控制器设计：电流环控制器根据直流电机当前的速度误差，计算所需的电流控制量。
该控制量将通过PWM逆变器的调制信号控制输出电流的大小。
电流环控制器可以采用PI控制器或者其他控制算法，根据系统要求进行选择。
三、速度环控制器设计：速度环控制器根据输入的期望转速和直流电机当前的转速误差，计算所需的电流控制量。
该控制量将通过电流环控制器的反馈信号，控制电流环控制器的输出。
速度环控制器可以采用PI控制器或者其他控制算法，根据系统的要求进行选择。
四、参数调节与优化：在系统设计完成后，需要进行参数调节和优化来使系统达到更好的性能。
参数调节可以通过试验来进行，根据试验的结果来逐步调整控制器的参数，以达到期望的控制效果。
参数优化可以通过优化算法来进行，根据系统的动态特性和性能指标进行参数优化，以提高系统的控制性能。
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统的设计需要考虑系统的控制精度、动态响应速度和稳定性等因素。
在实际的设计过程中，还需要考虑系统的成本和可行性等因素。
在设计完成后，还需要进行系统的实验验证，以确定系统是否满足设计要求，并进行必要的修改和改进。
总之，双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统的设计是一个复杂的过程，需要综合考虑系统的各个方面因素，并进行系统的参数调节和优化。
只有设计合理、参数优化的系统才能提高直流电机的控制性能和精度。
双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定
双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定双闭环矢量控制是一种常用于电压型PWM整流器的控制策略，该控制策略通过同时控制电流环和电压环，可以实现对整流器输入电压和输出电流的精确控制。
在进行双闭环矢量控制的参数整定时，通常需要考虑以下几个方面：1.电流环参数整定：电流环主要控制整流器输出电流的稳定性，其参数整定需要根据控制系统的动态特性进行选择。
在进行参数整定时，可以采用传统的PID控制器或者先进的自适应控制算法。
具体的参数整定方法可以采用试探法、经验法或者数学模型等不同的方法进行，其中需要注意参数的合理性和抗干扰能力。
2.电压环参数整定：电压环主要控制整流器输入电压的稳定性，其参数整定也需要根据控制系统的动态特性进行选择。
在进行参数整定时，可以采用与电流环类似的方法，通过试探法、经验法或者数学模型等不同方法选择合适的参数，保证整流器在变化负载和输入电压的情况下能够稳定输出。
3.内环与外环的协调：在进行双闭环矢量控制时，电流环和电压环之间需要进行合理的协调。
通常情况下，电流环的整定需要比电压环更为严格，以确保电流的稳定性。
在实际参数整定中，可以通过调整两个环节的参数比例关系来实现内外环之间的协调，以达到更好的控制效果。
4.频率响应和控制性能：在双闭环矢量控制中，需要对整流器的频率响应和控制性能进行评估和优化。
通过对控制系统的传输函数进行建模和仿真，可以获取整流器系统的频率响应和控制性能，从而选择合适的参数进行整定。
总结起来，双闭环矢量控制的电压型PWM整流器参数整定是一个综合考虑电流环和电压环相互协调的过程。
通过合理选择和调整参数，优化控制系统的频率响应和控制性能，可以实现对整流器输入电压和输出电流的精确控制。
在实际应用中，可以结合试探法、经验法和数学模型等方法进行参数整定，以实现最佳的控制效果。
PWM整流器的双闭环控制系统设计与仿真研究
（a）整流器直流侧输出电压
（b）整流器交流侧电压与电流曲线
（c）系统无功与有功的变化曲线
（d）电流跟踪电流给定值的变化曲线
图7 三相VSR双闭环系统响应曲线
Fig.7 Response curves of double closed-loop control of three phase VSR control system
总第 46 卷 第 517 期 2009 年 第 01 期
电测与仪表 Electrical Measurement &Instrumentation
Vol.46 No.517 Jan. 2009
PWM整流器的双闭环控制系统设计 与仿真研究
张晓东，王兵树，张军伟
（华北电力大学 控制科学与工程学院，河北 保定 071003）
for phase a
电流内环闭环传递函数为：
Goi=
Kp L
s+K1/KP
2
s +（R+KP）s/L+KI/L
（4）
式中KP＝KiPKPWM，KI=KiIKPWM
（5）
由式（4）求得电流内环阻尼比和自然震荡频率为：
姨姨姨姨ξ=（R+KP）
姨 2 K L 姨姨
%
姨 姨
I
姨
姨 姨
ω = 姨姨
姨
n
%
KI/L
摘要：三相电压型PWM整流器（VSR）的控制通常采用双闭环控制，如何能够便捷又准确的得到双闭环控制系统
调节器的参数成为人们越来越关注的课题。文章根据三相电压型PWM整流器的高频特性，建立了三相VSR电流
内环和电压外环的简化数学模型，该模型既能真实反映三相VSR的运行状态，又便于工程设计。根据设计要求，
转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告
转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验报告一、引言直流调速系统是现代工业中常用的电机调速方式之一，在实际应用中具有广泛的使用。
其中，转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统是其中一种典型的调速控制方式。
本实验旨在通过搭建转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统，研究其调速性能以及运行特点。
二、实验目的1. 理解转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统的原理和结构；2. 掌握控制脉宽调制技术在直流电机调速系统中的应用；3. 通过实验验证该调速系统的性能和运行特点。
三、实验原理转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统是将转速和电流两个回路分别采用闭环控制的直流调速系统。
其中，转速回路通过传感器对电机转速进行采集，与期望转速进行比较后，经过PID控制器得到转速控制信号，再经过比较器进行与PWM脉宽控制信号进行比较产生控制脉宽；电流回路通过采集直流电机的电流信号，经过PID控制器得到电流控制信号，再与PWM控制脉宽信号进行比较生成最终的输出脉宽。
四、实验步骤1. 搭建转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验装置；2. 设置期望转速和电流参考值；3. 分别采集电机转速和电流信号；4. 利用PID控制器对转速和电流进行闭环控制；5. 通过比较器生成脉宽控制信号，控制电机转矩；6. 记录实验数据并进行分析。
五、实验结果与分析通过实验，我们可以得到实验数据并进行分析。
其中，我们可以通过比较实际转速与期望转速的差距，来评价转速闭环控制的性能。
同时，通过比较实际电流值与期望电流值之间的差距，来评价电流闭环控制的性能。
根据实验数据，我们可以得到转速与电流控制的准确性、稳定性以及响应速度等指标，评估整个调速系统的性能。
六、结论通过实验，我们成功搭建了转速电流双闭环PWM-M可逆直流脉宽调速系统实验装置，并完成了相关实验。
根据实验结果分析，我们可以评估该调速系统的性能和运行特点。
PWM直流双闭环调速系统设计
运动控制系统大作业直流PWM双闭环调速系统，基本数据如下：（1）直流电机：额定功率185W，额定电枢电压220VDC，额定电枢电流1.25A，励磁电压220VDC，励磁电流0.16A，额定转速1500rpm，额定转矩12000g·cm，允许过载倍数1.2；（2）PWM变换器：占空比15%-85%；（3）时间常数：电磁时间常数10ms,机电时间常数87ms；（4）控制器的最大输入/输出电压均不超过3V设计要求：（1）静态指标,转速/电流无静差；（2）动态指标，电流超调不超过5%；空载启动到额定转速时的转速超调不超过10%。
请完成转速调节器、电流调节器的设计、理论仿真和调试。
1.双闭环调速系统的结构图直流双闭环调速系统的结构图如图所示，转速调节器与电流调节器串极联结，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PWM装置。
其中脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电机转速，达到设计要求。
双闭环调速系统的结构图2.电路设计H桥式可逆直流脉宽调速系统主电路的如图所示。
PWM逆变器的直流电源由C滤波，以获得恒定的直交流电网经不控的二极管整流器产生，并采用大电容U。
由于直流电源靠二极管整流器供电，不可能回馈电能，电动机制动流电压s时只好对滤波电容充电，这时电容器两端电压升高称作“泵升电压”。
为了限制泵升电压，用镇流电阻Rz消耗掉这些能量，在泵升电压达到允许值时接通VTz。
H 桥式直流脉宽调速系统主电路四单元IGBT 模块型号：20MT120UF 主要参数如下：CER U =1200V c I =16A *CN T =100C ︒ kW P CM 9.0= V U sat CE 05.3)(=2.1给定基准电源此电路用于产生±15V 电压作为转速给定电压以及基准电压，如图所示：给定基准电源电路2.2 双闭环调节器电路设计为了实现闭环控制，必须对被控量进行采样，然后与给定值比较，决定调节器的输出，反馈的关键是对被控量进行采样与测量。
双闭环控制的PWM可逆整流器的仿真与实验
调制比（m≤1）。 电压调节器 AUR 仍然采用 PI 调节
器，并考虑直流侧电容，则三相 VSR 电压外 环控制
结构如图 6 所示。 图 6 中，τν 表示电压环采样小时 间 常 数 ，Wci（s）为 电 流 环 闭 环 传 递 函 数 。
3 系统的仿真与实验 在 MATLAB/Simulink 环境下对上述系统进行仿
种：（1） 没有引入电流反馈的间接电流控制；（2）引 矢量将复平面划分为 6 个扇区，并在任一扇区内等 57
Vol.31No.05
双闭环控制的 PWM 可逆整流器的仿真与实验— ——朱一凡，等
效参考电压 矢量；2 条零矢 量均匀地分 布在每一个 PWM 开关周期中非零矢量以外的时间内，用以维持 PWM 波的基波频率不变。
1 PWM 整流器的基本原理 1.1 主电路分析
三相电压型 PWM 脉宽调制可逆整流器的主电 路如图 1 所 示 。 由 于 交 流 侧 电 感 Li（i=a，b，c）的 作 用，使电路呈升压斩波特性。 三相桥工作在脉宽调
入电流反馈的直接电流控制。 本文采用 dq 坐标变 换的电流直接控制方法，其参考值和反馈值在稳态 时均为直流信号，因此通过调节器可以实现无稳态 误差的电流跟踪控制。
AUR 同样为 PI 调节器，其传递函数为
WAUR（s）=Kνp
Tνs＋1 Tνs
（12）
式中 Kνp、Tν— ——电压调节器的参数，KνI＝Kνp/Tν。
电 压 外 环 的 近 似 处 理 ： 由 式 （10） 可 知 ，Wci（s）≈
1 ； 考虑对系统稳定性的最大影响， 用 0.75 1+3Ts s mImcos θ 的最大比例增益 0.75 代替； 合并电压环采 样 小 时 间 常 数 τν 和 电 流 内 环 等 效 小 时 间 常 数 3Ts， 得 Teν=τν+3Ts；忽略负载电流 iL 的扰动。 综合以上分 析，电压环的简化控制结构如图 7 所示。
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计
双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计本文设计的是一种具有双闭环可逆直流脉宽调制（PWM）调速系统，
该系统由可控硅恒流源、调节电阻、调速电机、反馈传感器以及控制器等
组成。
这种设计可以在变频调速时，由于机械无源滤波器的原因，输出电
压可能抖动，因此采用双闭环系统来抑制调速器的输出抖动，从而实现高
精度的调速控制。
具体而言，设计的系统由可控硅恒流源、调节电阻、调速电机、反馈
传感器以及控制器等组成。
可控硅恒流源通过改变晶闸管的势垒值来控制
调速电机的负载电流，调节电阻的作用是控制恒流源的过载，调速电机负
责驱动负载，反馈传感器用来捕捉负载转速信号，通过比较控制器设定的
参考值和实际转速值来实现双闭环控制。
此外，在控制器中还设置了系统节拍、增量式比较器、PID控制算法等，系统节拍的作用是帮助控制器对转速信号进行采样，以便有效地调节
调速电机的转速，增量式比较器用来比较参考值和实际转速，得出调节量，最后PID控制算法将比较器的调节量与恒流源的控制电流相乘，得出控制
调速电机的PWM信号，从而实现对调速电机的调速控制。
转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告
转速电流双闭环pwm—m可逆直流脉宽调速系统实验报告1、学习电机调速控制中的双闭环控制模式；2、熟悉可逆直流电动机的控制方法；3、掌握基于PWM技术的直流电机调速系统的实现方法；4、加深对电路原理的理解。
实验原理：1、PWM技术PWM即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），通过调节脉冲宽度的大小来改变电平的占空比，从而实现对电路的控制。
2、电机调速控制中的双闭环控制模式双闭环控制模式包含了一个速度环和一个电流环。
速度环用于测量实际电机的速度，根据速度误差来调节电机的输出功率。
电流环则用于控制电机的负载，使电机能够稳定输出所需的电流。
3、可逆直流电动机的控制方法可逆直流电动机包括了正转和反转两种运动方向，根据不同的控制信号，通过调节电机旋转方向的极性和电流大小来实现电机的正反转。
实验内容：1、组装实验电路将电路原理图和电路连接示意图提供给学生，并要求学生自行组装电路，并检查电路连接是否正确。
2、验证电路工作情况使用示波器检测电路输出的PWM波形，并观察电机的正反转情况，确保PWM 输出准确可靠，电机能够正确运转。
3、对电路进行调整通过调整电路参数，如电压、频率、占空比等，观察电机运转情况的变化，确保电路调整正确。
4、记录实验数据和分析记录电路参数、电机运转情况等数据，并进行数据分析和对比，以验证实验结果的正确性。
实验结果：通过本次实验，学生熟悉了电机调速控制的基本原理和实现方法，掌握了双闭环控制模式和可逆直流电动机的控制方法，加深了对电路原理的理解。
同时，结合实验数据的分析，学生也深入了解了实验现象的机理和控制特性，对电机调速控制领域有了更加深入的认识。
pwm直流双闭环调速系统设计
PWM直流双闭环调速系统设计引言PWM（Pulse Width Modulation）直流双闭环调速系统是一种常用于电动机调速的控制系统。
在许多应用中，需要对电动机的速度进行精确控制，以满足不同的工作需求。
PWM直流双闭环调速系统通过不断调整电动机输入电压的占空比，使电动机保持稳定的转速，具有快速响应、良好的稳定性和较大的负载适应能力等优点。
本文将介绍PWM直流双闭环调速系统的设计原理、硬件电路和控制算法，并提供代码示例和性能分析。
设计原理闭环控制系统PWM直流双闭环调速系统由两个闭环控制回路组成：速度闭环和电流闭环。
速度闭环通过反馈电动机的实际转速来调整电动机输入电压，以使其达到期望转速。
电流闭环通过反馈电动机的实际电流来调整PWM信号的占空比，以使电动机输出的扭矩与负载要求相匹配。
速度闭环控制速度闭环控制由速度传感器、比例积分控制器和电动机驱动器组成。
速度传感器通常采用编码器或霍尔传感器来测量电动机转速，并将其转换为电压信号。
比例积分控制器根据速度误差和积分误差来计算控制器输出，并将其输入给电动机驱动器。
电流闭环控制电流闭环控制由电流传感器、比例积分控制器和PWM模块组成。
电流传感器用于测量电动机的电流，并将其转换为电压信号。
比例积分控制器计算电流误差和积分误差，并生成控制器输出，将其输入给PWM模块。
硬件电路设计PWM直流双闭环调速系统的硬件电路设计包括电源模块、电流传感器、速度传感器、比例积分控制器、PWM模块和电动机驱动器等。
电源模块电源模块用于提供系统所需的直流电压。
它可以采用稳压稳流电路来稳定输出电压和电流。
电流传感器电流传感器用于测量电动机的电流。
常用的电流传感器包括霍尔传感器和电阻传感器。
它将电动机的电流转换为电压信号，并输入给比例积分控制器。
速度传感器速度传感器用于测量电动机的转速。
常用的速度传感器有编码器、霍尔传感器和光电传感器等。
比例积分控制器比例积分控制器是PWM直流双闭环调速系统的核心控制模块。
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32【实用版】目录1.单相电压型双闭环 PWM 整流电路概述2.STM32 在双闭环 PWM 整流电路中的应用3.双闭环 PWM 整流电路的控制原理4.STM32 实现双闭环 PWM 整流电路的控制方法5.双闭环 PWM 整流电路的优点与应用场景正文一、单相电压型双闭环 PWM 整流电路概述单相电压型双闭环 PWM 整流电路是一种基于 PWM（脉宽调制）技术的电力电子装置，主要由电压环和电流环两个闭环控制部分组成。
该电路通过调整 PWM 信号的脉宽，实现对交流电压的有效控制，从而达到恒定输出电压的目的。
在双闭环控制策略下，该电路具有较强的稳定性和良好的动态响应性能。
二、STM32 在双闭环 PWM 整流电路中的应用STM32 是一种高性能、低功耗的微控制器，广泛应用于各种嵌入式系统中。
在双闭环 PWM 整流电路中，STM32 可以作为控制核心，实现对电路的精确控制。
借助其强大的计算能力和丰富的外设接口，STM32 能够轻松应对双闭环 PWM 整流电路的实时控制需求。
三、双闭环 PWM 整流电路的控制原理1.电压环控制：电压环主要负责控制输出电压的恒定。
通过采集输入电压和输出电压的误差信号，计算出所需的 PWM 脉宽，进而调整开关器件的占空比，实现对输出电压的控制。
2.电流环控制：电流环主要负责控制整流器的电流。
根据输出电压和电流的误差信号，通过内模解耦控制策略，计算出所需的电流控制信号，从而实现对整流器电流的控制。
四、STM32 实现双闭环 PWM 整流电路的控制方法基于 STM32 的双闭环 PWM 整流电路控制方法主要包括以下几个步骤：1.初始化 STM32 的硬件资源，包括定时器、PWM 输出等功能模块。
2.配置电压环和电流环的控制参数，如比例增益、积分时间常数等。
3.通过 ADC（模数转换器）等传感器采集输入电压、输出电压和电流等信号，计算出误差信号。
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环pwm整流电路控制stm32
单相电压型双闭环PWM整流电路控制可以实现对交流电源的
整流和调节输出电压的功能。
在STM32微控制器上实现该控制，可以通过对PWM波形的控制来实现整流电路的开关控制。
首先，需要配置STM32的定时器和PWM输出通道。
可选择
合适的定时器和输出通道，配置对应的GPIO引脚作为PWM
输出。
然后，需要编写控制算法来实现电压型双闭环控制。
这种控制方式一般包括两个闭环，一个外环用于调节输出电压，一个内环用于控制整流开关的开关周期。
首先，内环控制器根据输出电压的反馈信号，计算出开关周期的控制量，并根据该控制量控制PWM输出的波形。
然后，外环控制器根据期望输出电压和实际输出电压之间的误差，计算出PWM输出的占空比的控制量，并根据该控制量调
整PWM输出的占空比，进而实现输出电压的调节。
在编写控制算法时，可以使用PID控制器等常见的控制算法。
根据实际需求，可以调整控制算法的参数，以达到更好的控制效果。
最后，通过ADC模块实现对输出电压的采样，通过中断或定
时器触发更新控制算法的参数和控制量，从而实现闭环控制。
需要注意的是，具体的控制算法的实现会受到实际硬件电路的影响，因此需要根据具体的电路设计和参数进行相应的调整和优化。
另外，还需要考虑到过流、过压等保护机制的实现，以确保整流电路的安全运行。
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PWM直流双闭环调速系统的设计直流双闭环调速系统的设计题目要求： 1、已知参数有一转速电流双闭环控制的H 形双极式PWM 直流调速系统，已知电动机参数为：Pnom=0.2kW,Unom=48V ,Inom=3.7A,nnom=200r/min,Ra=6.5 , 电枢回路总电阻R=8 ,允许过载倍数 =2，电势系数Ce=0.12V min/r ，电磁时间常数Tl=0.015s ，机电时间常数Tm=0.2s,电流反馈滤波时间常数Toi=0.001s ，转速滤波时间常数Ton=0.005s 。
设调节器输入输出电压U*nm=U*im=Ucm=10V ,调节器输入电阻R0=40k 。
已计算出电力晶体管D202的开关频率f=1kHz,PWM 环节的放大倍数Ks=4.8。
2、.设计指标稳态无静差，电流超调量 5%，空载启动到额定转速时的转速超调量 20%，过渡过程时间ts= 0.1s 。
3、设计要求 （1）运用调节器工程设计法设计ASR 与ACR ，达到系统的设计指标，得到ASR 与ACR 的结构与参数。
电流环设计为典1系统，转速环设计为典2系统。
（2）设计出上述设计的直流双闭环调速系统的完整硬件实现原理图，原理图采用Protel 软件画图。
（3）说明原理图实现上述直流调速系统的原理。
（4）给出原理图每个元件的型号与值，并说明选值依据。
（5）系统控制部分可以采用模拟电路或者微处理器实现。
若采用微处理器实现，要说明软件实现流程以及核心软件的算法。
一. 电流环的参数计算电流反馈系数：7.27.310*≈==dm im I U β1. 确定时间常数（1）整流装置滞后时间常数s T 。
s T =kHzf 111==1ms （2）电流滤波时间常数s T oi 001.0=i T ∑（3）电流环小时间常数之和i T ∑。
oi s i T T T +=∑=0.002s 2. 选择电流调节器的结构根据设计要求：%5≤i σ，并保证稳态电流无差，可按典型I 型系统设计电流调节器。
电流坏控制对象是双惯性型的，故可用PI 型电流调节器，其传递函数为：ss K s W i i iACR ττ1)(+= Tl/i T ∑=0.015/0.002=7.5 查表3—2各指标可接受。
3. 计算电流调节器参数ACR 超前时间常数：s T l i 015.0==τ电流环开环增益：要求%5≤i σ时,查表3—1取5.0=∑i I T K11250002.05.05.0--∑===s s T K i I 于是ACR 的比例系数为315.2≈⋅=si I K RK Ki βτ 其中 7.2,8.4,8,015.0==Ω==βτs i K R s 4. 校验近似条件转速环截止频率 .1.1351-==s K w I ci（1） 校验晶闸管装置的传递函数近似条件：s T 31=ci W s >≈⨯-133.333001.031 满足近似条件 （2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件TmTl 13=≈⨯⨯015.02.01354.77<Wci 满足近似条件 （3）校验电流环小时间常数近似处理条件ci oi s W s T T >=⨯⨯=-133.333001.0001.0131131 满足近似条件5.计算调节器电阻和电容 取Ω=K R 400，各电阻和电容值计算如下 Ω=Ω⨯==K K R K R i i6.9240315.20，取ΩK 92uF 163.0,163.0101092015.063取uF uF R C iii =⨯⨯==τuF uF uF R T C oi oi 1.0,1.0101040001.044630取=⨯⨯⨯==参照表3—1，按照上述参数电流环可达到的动态跟随性能指标为%,5%3.4%<=σ 满足设计要求。
二. 转速环的参数计算转速反馈系数1. 确定时间常数 05.020010*===nom nm n U α（1）电流环等效时间常数s T i IK004.0002.0221=⨯==∑（2）转速滤波时间常数s T on 005.0=（3）转速环小时间常数，取s T T T on i n 009.02=+=∑∑ 2. 选择转速调节器的结构按照设计要求，选用PI 调节器，其传递函数为：ss K W n n nASR ττ1+= 3. 计算转速调节器的参数按跟随性和抗扰性能较好的原则，取h=5，则ASR 的超前时间常数为s s hT n n 045.0009.05=⨯==∑τ转速环开环增益222248.1481009.02521521-∑≈⨯⨯+=+=s T h h K nN ASR 的比例系数为：8.10009.0805.0522.012.07.262)1(=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=∑n m e n RT h T C h K αβ4. 校验近似条件转速环截止频率为167.66045.048.1481-=⨯==s K w n N cn τ（1）电流环传递函数简化条件：cn iIw s s T K >≈=∑--1185.117002.02503131满足简化条件（2）转速还小时间常数近似处理条件：cn onIw T s K>≈⨯=-154.74005.02503131 满足近似条件 5. 计算调节器电阻和电容参照课本转速调节器原理图，取则,400Ω=K RΩΩ=Ω⨯==K K K R K R n n 430,432408.100取uF uF uF R C nnn 1.0,105.01010430045.063取≈⨯⨯==τuF uF uF R T C on on 5.0,5.0101040005.044630取=⨯⨯⨯==6. 校核转速超调量m n N b n T Tnn z C C ∑⋅∆-∆=*max ))((2%λσ 查表3—5得%2.81%m ax=∆bC C 空载启动到转速为额定转速，故,0=z 2,*==λnom n ns T n 09.0=∑，s T m 2.0=，min /67.24612.07.38r C R I n e dnom N ≈⨯==∆ 所以，%20%3.182.0009.020067.2462%2.812<≈⨯⨯⨯⨯=n σ 满足设计要求。
三、原理图模块简介1、锯齿波产生电路函数发生器是一种可以同时产生方波、三角波和正弦波的专用集成电路。
适当调节外部电路参数时，还可以获得占空比可调的矩形波和锯齿波。
本设计中采用集成函数发生器8038。
本电路中采用8038最常用的两种接法之一，如图，通过改变电位器RP 滑动头的位置来调整R3和R4的数值。
当R3=R4时，端口9、3、2分别输出占空比为50%的方波、锯齿波和正弦波。
通过调节RP 来改变R3、R4，进而改变输出波形的占空比。
本电路中采用了3端口输出的锯齿波。
2、基准电源电路本直流电源的设计结合以前在实验室实训课程中的设计思路，通过整流、滤波、稳压输出稳定的-15V~+15V的直流电。
原理图如图所示：3、转速调节器模块由于负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用，所以转速调节器应有较好的抗扰性能指标。
转速调节器示调速系统的主导调节器，采用PI调节器可实现无静差。
根据题目要求对其个参数进行计算得到如图所示：4、电流调节器模块电流调节器作为内环调节器，对电网电压的波动起及时抗扰的作用，在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。
当电动机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
按照题目要求对电流调节器个参数进行计算，结构图如图所示：5、基于HEF4752芯片的PWM波生成电路HEF4752是一种大规模集成电路，专门用来产生三相PWM信号。
它的驱动输出经隔离放大后，可以用于驱动本设计中的mosfet，在交流变频调速中作控制器件。
HEF4752的主要特点有：1）能产生三对相位差120°的互补PWM主控脉冲，适用于三相桥结构的逆变器；2）采用多载波比自动切换方式，随着逆变器的输出频率降低，有级地自动增加载波比，从而抑制低频输出时因高次谐波产生的转矩脉冲和噪声等所造成的恶劣影响。
调制频率可调范围为0～100Hz，且能使逆变器输出电压同步调节；3）为防止逆变器上下桥臂直通，在每相主控脉冲间插入死区间隔，间隔时间连续可调。
6、桥式可逆直流脉宽系统电路图中由6个二极管组成的整流器，常采用不可控整流，把电网提供的交流电整流成直流电，再通过大电容C1进行滤波，最后是桥式PWM 变换器。
本设计中的PWM 控制器由TC1412N 构成，连接如上图中的下半部分所示，用TC1412N 对mosfet 管进行驱动，通过HEF4752产生的PWM 脉冲控制TC1412N 的工作状态，进而控制mosfet 管的开通与关断使电机运行在各种状态下。
TC1412N 电路原理如下图：7、转速检测电路与电动机同轴安装一台测速发电机，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压n U ，与给定电压*n U 相比较后，得到转速偏差电压n U 输送给转速调节器。
测速发电机的输出电压包含了转速的大小和方向，通过调节电位器即可改变转速反馈系数。
如图所示：在最后一页附有本次设计的总原理图。
四、用Matlab 对系统进行仿真 模型图：0.050.005s+1Transfer Fcn710.18s+1Transfer Fcn610.005s+1Transfer Fcn510.03s+1Transfer Fcn310.005s+1Transfer Fcn2350.0017s+1Transfer Fcn10.0070.005s+1Transfer FcnStepScope2Scope1Saturation2Saturation1SaturationRamp1sIntegrator11sIntegrator-K-Gain4-K-Gain3-K-Gain2-K-Gain1-K-Gain双闭环直流调速系统的转速和电流波形五、设计总结总原理图见最后一页。
经过为期一个月的时间，从对整个系统要实现的功能以及设计要求开始，通过查阅各类资料首先形成了对系统整个原理的整体规划。
然后逐个击破，对系统的各个功能模块逐一进行设计和计算，首先是锯齿波产生电路，使用8038函数发生器产生的锯齿波。
其次是基准电压产生电路，采用简单的整流、滤波、稳压结构将220V交流电转换成-15~+15V的基准电压。
然后是转速调节器模块和电流调节器模块，根据题目要求对转速调节器和电流调节器的各参数进行计算，按照课本上的原理图采用PI调节器对其进行设计。
下来是基于HEF4752芯片的PWM波生成电路，能产生三对相位差120°的互补PWM主控脉冲，适用于三相桥式结构的逆变器，构成了PWM控制器的一部分。