直流电动机开环调速MATLAB系统仿真.

实验三开环直流调速系统Matlab仿真

实验三开环直流调速系统Matlab仿真实训三晶闸管开环直流调速系统的 MATLAB 仿真实训一、实验实训目的1．学习并掌握晶闸管开环直流调速系统模型建立及模型参数设置的方法和步骤。

2．熟悉并掌握系统仿真参数设置的方法和步骤。

3．学会利用 MA TLAB 软件对系统进行稳态与动态计算与仿真。

4．巩固并加深对晶闸管开环直流调速系统理论知识的理解。

二、实验实训原理及知识准备1．晶闸管开环直流调速系统的原理图如图3-3-1 所示。

图 3-1 晶闸管开环直流调速系统原理图2．晶闸管开环直流调速系统的直流电动机电枢电流、电磁转矩与转速之间的关系。

3．复习实验实训指导书中MA TLAB 基本操作和MA TLAB/Simulink/Power System工具箱内容。

4．预习实验实训指导书中实验实训二，并写好预习报告。

5．画出晶闸管开环直流调速系统的动态结构图。

三、实验实训内容及步骤直流调速系统的仿真有两种方法，一是根据系统的动态结构图进行仿真，二是用Power System的相关模块仿真，下面分别对两种方法进行介绍。

方法一：使用 Simulink 中的 Power System模块对直流调速系统进行仿真1．建立系统的仿真模型和模型参数的设置（1）建立一个仿真模型的新文件。

在 MA TLAB 的菜单栏上点击工具栏上的simulink工具，选择File→New→Model，新建一个simulink文件，绘制电路的仿真模型如图 3-3-1。

3-3-1（2）按图 3-3-1 要求提取电路元器件模块。

在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口，设置各模块参数。

晶闸管开环直流调速系统由主电路（交流电源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机、触发电路）和控制电路（给定环节）组成，具体设置如下：1）三相交流电源的模型建立和参数设置①三相交流电源的模型建立首先从Simpowersystes 中的Electrical sources 电源模块组中选取一个交流电压源模块 AC Voltage Source，再用复制的方法得到三相电源的另两个电压源模块，用 Format(格式设定)菜单中 Rotate block(Ctrl +R)将模块水平放置，并点击模块标题名称，将模块标签分别改为“Uu ” 、“Uv ” 、“Uw ” ，然后从连接器模块 Connectors 中选取“Ground （output ）”元件，按图 3-3-2 进行连接。

直流调速系统的MATLAB仿真(参考程序)

直流调速系统的MATLAB 仿真一、开环直流速系统的仿真开环直流调速系统的电气原理如图1所示。

直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L 供电，通过改变触发器移相控制信号c U 调节晶闸管的控制角α，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。

该系统的仿真模型如图2所示。

图1 开环直流调速系统电气原理图图2 直流开环调速系统的仿真模型为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s 0L =，直流电动机励磁由直流电源直接供电。

触发器（6-Pulse ）的控制角（alpha_deg ）由移相控制信号c U 决定，移相特性的数学表达式为minc cmax9090U U αα︒-=︒-在本模型中取min 30α=︒，cmax 10V U =，所以c 906U α=-。

在直流电动机的负载转矩输入端L T 用Step 模块设定加载时刻和加载转矩。

仿真算例1 已知一台四极直流电动机额定参数为N 220V U =，N 136A I =，N 1460r /min n =，a 0.2R =Ω，2222.5N m GD =⋅。

励磁电压f 220V U =，励磁电流f 1.5A I =。

采用三相桥式整流电路，设整流器内阻rec 0.3R =Ω。

平波电抗器d 20mH L =。

仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的电机转速n 、电磁转矩e T 、电枢电流d i 及电枢电压d u 的变化情况。

N 220V U =仿真步骤：1）绘制系统的仿真模型（图2）。

2）设置模块参数（表1） ① 供电电源电压N rec N 2min 2200.3136130(V)2.34cos 2.34cos30U R I U α++⨯==≈⨯︒② 电动机参数励磁电阻：f f f 220146.7()1.5U R I ===Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。

电枢电阻：a 0.2R =Ω电枢电感由下式估算：N a N N 0.422019.119.10.0021(H)2221460136CU L pn I ⨯==⨯≈⨯⨯⨯电枢绕组和励磁绕组间的互感af L ：N a N e N 2200.21360.132(V min/r)1460U R I K n --⨯==≈⋅T e 60600.132 1.262π2πK K ==⨯≈ T af f 1.260.84(H)1.5K L I === 电机转动惯量2222.50.57(kg m )449.81GD J g ==≈⋅⨯③ 额定负载转矩L T N 1.26136171.4(N m)T K I ==⨯≈⋅表1 开环直流调速系统主要模型参数3）设置仿真参数：仿真算法odel5s ，仿真时间5.0s ，直流电动机空载起动，起动2.5s 后加额定负载L 171.4N m T =⋅。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真直流调压调速控制系统是一种常见的电力系统的调节器，在电力系统和机械驱动系统中广泛应用。

本文将介绍一种基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真方法。

直流调压调速控制系统由电源、可调速直流电动机、电动机控制器及传感器组成。

调压调速控制系统的目标是实现恒定的速度和恒定的输出电压。

我们需要建立直流电动机的数学模型。

直流电动机的数学模型可以使用电机的等值电路模型来表示。

在这个模型中，各个元件由其等值电阻、电感和电压源表示。

通过建立电动机的等效电路模型，可以通过MATLAB对电动机的工作进行仿真。

然后，我们需要建立电动机控制器的数学模型。

电动机控制器的数学模型通常可以采用传统的PID控制器来表示。

PID控制器包括比例项、积分项和微分项。

通过设置适当的PID参数值，可以调节电动机的输出电压和速度。

接下来，我们需要建立电动机的传感器模型。

传感器用于检测电动机的实际输出电压和速度，并将其与设定值进行比较。

根据比较结果，控制器将调整输出电压和速度。

在MATLAB环境中进行仿真。

在仿真中，我们可以设置电动机的初始条件和设定值，并将其传递给控制器。

通过仿真可以观察和分析电动机的输出电压和速度的变化情况，以及控制器的响应时间和稳定性。

通过以上步骤，我们可以使用MATLAB对直流调压调速控制系统进行仿真研究。

在仿真中，可以通过调整控制器参数和传感器模型，以及改变设定值和初始条件，来观察系统的响应和性能。

仿真结果可以帮助我们设计和优化直流调压调速控制系统，提高系统的稳定性和性能。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真方法可以帮助我们研究和优化电力系统和机械驱动系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性。

这种仿真方法在电气工程和自动化领域有着广泛的应用前景。

直流调速系统的MATLAB仿真参考程序汇总

直流调速系统的MA TLAB仿真一、开环直流速系统的仿真开环直流调速系统的电气原理如图1所示。

直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器供电，通过改变触发器移相控制信号调节晶闸管的U L c ，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。

该系统的仿真控制角模型如图2所示。

L++GTUCRE d--开环直流调速系统电气原理图图1图2 直流开环调速系统的仿真模型L?0，直为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s流电动机励磁由直流电源直接供电。

触发器（6-Pulse）的控制角（alpha_deg）由U 决定，移相特性的数学表达式为移相控制信号c???90?min U?90??c U cmax 1??。

在直流电动机的负载，所以，在本模型中取U?10V6??30?90U?ccmaxmin转矩输入端用Step模块设定加载时刻和加载转矩。

T L仿真算例1已知一台四极直流电动机额定参数为，，136AIU?220V?NN22。

励磁电压，励磁电，，220VminUR?0.2??1460rn?/m?22.5NGD?fNa流。

采用三相桥式整流电路，设整流器内阻。

平波电抗器??1.5A0.3RI?recf。

仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动20mHL?d n、电磁转矩、电枢电流和起动后加额定负载时的电机转速及电枢电压的uTi ded变化情况。

220V?U N仿真步骤：1）绘制系统的仿真模型（图2）。

2）设置模块参数（表1）①供电电源电压U?RI220?0.3?136NNrec130(V)U???2?2.34?cos302.34cos?min②电动机参数励磁电阻：U220f)146.7(?R???f I1.5f励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。

电枢电阻：?0.2R?a电枢电感由下式估算：CU0.4?220N?19.1?L?19.1?0.0021(H)a2pnI2?2?1460?136NN L：电枢绕组和励磁绕组间的互感af U?RI220?0.2?136NNa?K?0.132(V?min/r)?e n1460N 2 6060K??0.132?K?1.26eTπ2π2K1.26T0.84(H)??L?af1.5I f电机转动惯量222.5GD2 )??0.57(kg?mJ?9.814?4g 额定负载转矩③模块参数名参数，直流电动机空载起动，5.0s3）设置仿真参数：仿真算法odel5s，仿真时间m171.4N??T 。

直流调速系统的MATLAB仿真(参考程序)

直流调速系统的MATLAB 仿真一、开环直流速系统的仿真开环直流调速系统的电气原理如图1所示。

直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L 供电，通过改变触发器移相控制信号c U 调节晶闸管的控制角α，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。

该系统的仿真模型如图2所示。

MU d+I dGTU cE +--UCR图1 开环直流调速系统电气原理图图2 直流开环调速系统的仿真模型为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s 0L =，直流电动机励磁由直流电源直接供电。

触发器（6-Pulse ）的控制角（alpha_deg ）由移相控制信号c U 决定，移相特性的数学表达式为minc cmax9090U U αα︒-=︒-在本模型中取min 30α=︒，cmax 10V U =，所以c 906U α=-。

在直流电动机的负载转矩输入端L T 用Step 模块设定加载时刻和加载转矩。

仿真算例1 已知一台四极直流电动机额定参数为N 220V U =，N 136A I =，N 1460r /min n =，a 0.2R =Ω，2222.5N m GD =⋅。

励磁电压f 220V U =，励磁电流f 1.5A I =。

采用三相桥式整流电路，设整流器内阻rec 0.3R =Ω。

平波电抗器d 20mH L =。

仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的电机转速n 、电磁转矩e T 、电枢电流d i 及电枢电压d u 的变化情况。

N 220V U =仿真步骤：1）绘制系统的仿真模型（图2）。

2）设置模块参数（表1） ① 供电电源电压N rec N 2min 2200.3136130(V)2.34cos 2.34cos30U R I U α++⨯==≈⨯︒② 电动机参数励磁电阻：f f f 220146.7()1.5U R I ===Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。

直流电动机开环调速MATLAB系统仿真

东北石油大学MATLAB电气应用训练2013年 3 月 8日MATLAB电气应用训练任务书课程 MATLAB电气应用训练题目直流电动机开环调速系统仿真专业电气信息工程及其自动化姓名赵建学号 110603120121主要内容：采用工程设计方法对双闭环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB /SIMULINK 仿真模型。

分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使双闭环直流调速系统趋于合理与完善基本要求：1.设计直流电动机开环调速系统2.运用MATLAB软件进行仿真3.通过仿真软件得出波形图参考文献：[1] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统—运动控制系统第3版[M]. 北京：机械工业出版社, 2007.[2] 王兆安, 黄俊. 电力电子技术第4版[M]. 北京：机械工业出版社, 2000.[3] 任彦硕. 自动控制原理[M]. 北京：机械工业出版社, 2006.[4] 洪乃刚. 电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真[M]. 北京：机械工业出版社, 2006.完成期限 2013.2.25——2013.3.8指导教师李宏玉任爽2013年 2 月25 日目录1课题背景 (1)2直流电动机开环调速系统仿真的原理 (2)3仿真过程 (5)3.1仿真原理图 (5)3.2仿真结果 (9)4仿真分析 (12)5总结 (13)参考文献 (14)1课题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。

在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。

晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。

尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。

但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。

《MATLAB工程应用》---晶闸管开环直流调速系统仿真实验

《MATLAB工程应用》
晶闸管开环直流调速系统仿真
一、选题背景
本课程是在《电机学》《单片机》等课程上，独立设计的一门综合实验课程。

课程主要目的是培养学生分析问题，解决问题能力，提高学生自主学习，分工协作以及课程设计报告撰写水平。

二、方案论证(设计理念)
设计一个晶闸管直流调速系统仿真模型，通过改变触发器移相控制信号来调节晶闸管的触发角，而从获得可调的直流电压，以该直流输出为直流电机供电。

要求完成仿真模型图和仿真波形图，其中波形图包括直流电机的转速波形，电枢电流波形，转矩波形，改变触发角后的转速波形。

三、过程论述
直流电动机电枢由晶闸管整流电路经平波电抗器供电，通过改变触发器移相控制信号调节晶闸管的控制角,从而获得可调的直流电压，以实现直流电动机的调速。

移相控制信号，在实际调速时，给定信号是在一定范围内变化的，可通过仿真实践，确定给定信号允许的变化范围。

图1：构建的simulink仿真结构图
图2：参数设置
图3：波形
五、课程设计总结
仿真可得到闸管直流调速系统的输出波形。

电机转速波形，电枢电流波形，二者变化基本一致。

若将触发角改为30°，则转速波形发生明显改变，转速提高，这是因为直流电压增大的原因。

经过这段时间队MATLAB的学习，学会了对知识的汇总与运用，能够熟练使用相关软件，收获较大。

实验一、开环直流调速系统的仿真实验

实验一、开环直流调速系统的仿真实验实验一开环直流调速系统的仿真一、实验目的 1、熟悉并掌握利用MATLAB 中Simulink 建立直流调速系统的仿真模型和进行仿真实验的方法。

2、掌握开环直流调速系统的原理及仿真方法。

二、实验内容开环直流调速系统的仿真框图如图1所示，根据系统各环节的参数在Simulink 中建立开环直流调速系统的仿真模型，按照要求分别进行仿真实验，输出直流电动机的电枢电流Id 和转速n 的响应数据，绘制出它们的响应曲线，并对实验数据进行分析，给出相应的结论。

+—*n ()U s s s 1K T s +1/1l R T s +m R T se1C ()n s Ed ()I s +dL ()I s _图1 开环直流调速系统的仿真框图开环直流调速系统中各环节的参数如下：直流电动机：额定电压UN = 220 V ，额定电流IdN = 55 A ，额定转速nN = 1000 r/min ，电动机电势系数Ce= 0.192 V ·min/r 。

假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数Ks = 44，滞后时间常数Ts = 0.00167 s 。

电枢回路总电阻R =1.0 Ω，电枢回路电磁时间常数Tl = 0.00167 s ，电力拖动系统机电时间常数Tm = 0.075 s 。

对应额定转速时的给定电压Un*=4.364V 。

三、实验步骤 1、根据开环直流调速系统的各环节参数建立空载时的Simulink 仿真框图，如图2所示。

图2 空载时开环直流调速系统的仿真框图2、设置合适的仿真时间，利用out 器件或示波器将相关数据输出到MATLAB 的Workspace中，并在MATLAB中利用plot（X,Y）函数绘制出空载时直流电动机的电枢电流Id和转速n的响应曲线，记录并分析实验数据，给出相应的结论。

3、根据开环直流调速系统的各环节参数建立带负载时的Simulink仿真框图，如图3所示。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真本文将介绍基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真。

直流调压调速控制器是一种常见的工业控制器。

在某些工业环境下，电机的转速和负载的变化需要由直流电机进行自动调整。

为了实现这个功能，需要用到直流调压调速控制系统。

对于大多数直流电机的应用来说，目标是精确地调整电机的转速并保持工作状态的稳定。

调节电机的转速需要对电机的所需磁场强度进行精确定义。

磁场强度的调整可以通过改变电机的额定电压来实现。

调节电机的负载需要改变电机的电流。

为了控制电机的转速和负载，需要通过控制电压和电流来实现。

在本文中，我们将演示如何使用MATLAB来模拟直流调压调速控制系统。

首先，需要建立模型。

模型的实现需要输入直流电源，与之并联的电机和控制器。

需要考虑电机的机械负载和电机本身的内阻。

控制器将根据设置的目标转速和负载来控制电机的电压和电流。

其次，需要选择适当的控制方法。

控制方法可以分为开环控制和闭环控制两种。

开环控制是将电压和时间作为输入，并根据预设的参数和控制算法来输出电机的电压和电流。

闭环控制是通过测量电机的实际转速和负载来调整电机的电压和电流，从而使其逼近预设值。

在实际应用中，通常使用闭环控制。

最后，需要设置实验参数并进行仿真。

实验参数包括直流电源和电机的额定电压、电阻和电感，以及控制器的控制参数。

仿真过程中，需要记录电机的转速、电压和电流参数，并对其进行分析和优化。

在进行仿真前，需要安装MATLAB和Simulink软件。

以下是MATLAB代码示例：```%% Define motor parametersRa = 2; % armature resistance in ohmsLa = 0.5e-3; % armature inductance in HJ = 2.5e-6; % rotor moment of inertia in kg*m^2B = 0.5e-6; % rotor viscous damping in N*m*s/rad%% Simulate the systemsim('dc_motor_control');```Simulink模型可以包括以下组件：- 直流电源模块- 直流电机模块- 控制器模块- 仿真时钟模块控制器模块可以使用PID控制器或其他类型的控制器。

直流电动机开环调速MATLAB系统仿真

东北石油大学MATLAB电气应用训练2013年 3 月 8日MATLAB电气应用训练任务书课程 MATLAB电气应用训练题目直流电动机开环调速系统仿真专业电气信息工程及其自动化姓名赵建学号 110603120121主要内容：采用工程设计方法对双闭环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB /SIMULINK 仿真模型。

分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使双闭环直流调速系统趋于合理与完善基本要求：1.设计直流电动机开环调速系统2.运用MATLAB软件进行仿真3.通过仿真软件得出波形图参考文献：[1] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统—运动控制系统第3版[M]. 北京：机械工业出版社, 2007.[2] 王兆安, 黄俊. 电力电子技术第4版[M]. 北京：机械工业出版社, 2000.[3] 任彦硕. 自动控制原理[M]. 北京：机械工业出版社, 2006.[4] 洪乃刚. 电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真[M]. 北京：机械工业出版社, 2006.完成期限 2013.2.25——2013.3.8指导教师李宏玉任爽2013年 2 月25 日目录1课题背景 (1)2直流电动机开环调速系统仿真的原理 (2)3仿真过程 (5)3.1仿真原理图 (5)3.2仿真结果 (9)4仿真分析 (12)5总结 (13)参考文献 (14)1课题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。

在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。

晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。

尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。

但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。

双闭环直流电动机调速系统设计及MATLAB仿真基于直流电动机调速系统的研究

双闭环直流电动机调速系统设计及MATLAB仿真基于直流电动机调速系统的研究摘要：本文研究了双闭环直流电动机调速系统的设计及MATLAB仿真。

首先介绍了直流电动机调速系统的基本原理，然后通过建立数学模型，设计了双闭环调速系统的控制器，并利用MATLAB进行了系统的仿真实验。

仿真结果表明，双闭环调速系统能够有效地提高电动机的调速性能，使其在不同负载条件下保持稳定的转速。

关键词：双闭环调速系统、直流电动机、MATLAB仿真1.引言直流电动机调速系统是工业自动化控制中的常用控制系统之一、它广泛应用于机械设备、工业生产线以及交通运输等领域。

传统的直流电动机调速系统采用单闭环控制，其调速性能较差，对负载扰动不敏感。

因此，研究双闭环直流电动机调速系统，对于提高电动机的调速性能具有重要意义。

2.直流电动机调速系统设计原理直流电动机调速系统是通过调节电源电压或者改变电动机绕组的接线方式来实现。

系统主要由电动机、控制器以及反馈元件组成。

在传统的单闭环调速系统中，控制器根据电机的转速反馈信号与给定的转速信号之差，产生输出信号控制电机的转速。

然而，单闭环调速系统对负载扰动不敏感，容易出现转速不稳定等问题。

双闭环调速系统是在传统的单闭环调速系统的基础上增加了一个速度环，用于对电机的速度进行闭环控制。

速度环通过调节电机的输出力矩，实现对电机转速的调节。

双闭环调速系统可以及时调整电机输出力矩，使电机在负载扰动下保持稳定的转速。

3.双闭环直流电动机调速系统的控制器设计双闭环直流电动机调速系统的控制器主要由速度环控制器和电流环控制器组成。

速度环控制器根据速度反馈信号与给定的速度信号之差，产生电压控制信号，用于控制电机的输出力矩。

电流环控制器根据电流反馈信号与给定的电流信号之差，产生电压控制信号，用于控制电机的转矩。

具体的控制器设计需要根据电机的数学模型和系统性能要求进行。

4.MATLAB仿真实验本文利用MATLAB软件对双闭环直流电动机调速系统进行了仿真实验。

matlab直流电动机调速系统仿真实训心得

一、概述在现代工业生产中，直流电动机广泛应用于各种设备和机械中，其调速控制系统的稳定性和性能直接影响到整个生产线的效率和质量。

为了提高学生的实践操作能力和掌握直流电动机调速系统的原理和方法，我校开设了相关的仿真实训课程。

在本次实训中，我主要使用Matlab 软件，进行了直流电动机调速系统的仿真实验，获得了丰富的经验和收获，现将心得体会整理如下。

二、理论基础1. 直流电动机调速原理直流电动机调速系统是通过调节电动机的电流或电压来实现转速的调节。

常用的调速方法包括电阻调速、调速励磁和PWM调速等。

2. Matlab在仿真中的应用Matlab是一种功能强大的科学计算软件，广泛用于工程技术领域。

其仿真环境和信号处理工具箱可以方便地进行电机控制系统的建模和仿真。

三、实训内容与步骤1. 系统建模我根据直流电动机的特性和调速原理，进行了系统的建模工作。

通过Matlab的Simulink工具，搭建了直流电动机的数学模型，包括电动机的等效电路、控制系统和负载模型等。

2. 参数设置与仿真在建立完毕电机系统模型后，我对电机的各项参数进行了设置，包括额定转速、额定电流、负载惯量等。

利用Matlab进行了系统的仿真实验，观察了不同调速方法对电机性能的影响。

3. 实验结果分析通过对仿真实验数据的分析，我发现了不同调速方法的优缺点，比较了电机在不同负载和控制参数下的性能表现，提出了一些改进和优化控制策略的建议。

四、心得体会与经验总结1. 对仿真实验的认识通过本次实训，我深刻体会到仿真实验的重要性。

在实际工程中，通过仿真可以事先评估系统设计的合理性，降低试错成本，提高工程质量。

2. 对Matlab的认识与应用Matlab作为工程领域的标准软件之一，其强大的建模和仿真能力为工程师提供了便利。

在实训中，我更加熟练地掌握了Matlab的使用技巧，对其在电机控制系统仿真中的应用有了更深刻的理解。

3. 对直流电动机调速系统的认识通过本次实训，我对直流电动机调速系统的原理和方法有了更加深入的了解，认识到了控制系统设计和参数调节对电机性能的影响，为今后的工程实践打下了坚实的基础。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真直流调压调速控制系统是工业自动化领域中常见的一种控制系统，它可以实现对直流电机的电压和速度进行精确的控制。

本文基于MATLAB软件对直流调压调速控制系统进行了仿真，主要包括建立电路模型、设计控制器、进行系统仿真等步骤。

通过仿真分析，可以验证控制系统的性能和稳定性，为实际工程应用提供参考。

一、直流电机数学模型直流电机是直流调压调速控制系统的执行元件，其数学模型可以基于电路和机械原理进行建模。

直流电机的数学模型主要包括电动势方程和机械方程，可以用下面的公式表示：1）电动势方程：\[E_a = K_e \omega\]\(E_a\)是电机的电动势，\(K_e\)是电机的电机常数，\(\omega\)是电机的角速度。

综合考虑电动势方程和机械方程，可以得到直流电机的传递函数：\[G(s) = \frac{k}{(s+a)(s+b)}\]\(k\)是传递函数的增益，\(a\)和\(b\)是传递函数的两个极点。

二、控制器设计在直流调压调速控制系统中，通常采用PID控制器来实现对电压和速度的精确控制。

PID控制器的传递函数可以表示为：\[C(s) = K_p + K_i \frac{1}{s} + K_d s\]\(K_p\)、\(K_i\)和\(K_d\)分别是比例环节、积分环节和微分环节的增益。

为了实现对电压和速度的精确控制，可以设计两个PID控制器，分别用于电压环和速度环。

电压环的PID控制器可以根据电机的电动势方程进行设计，速度环的PID控制器可以根据电机的机械方程进行设计。

三、系统仿真基于MATLAB软件，可以建立直流调压调速控制系统的仿真模型，对系统进行模拟和分析。

需要建立直流电机的数学模型，包括电动势方程和机械方程，并将其转化为传递函数形式。

然后，设计电压环和速度环的PID控制器，确定各个环节的增益参数。

将电机模型和控制器模型进行组合，得到整个系统的开环传递函数。

实验一开环直流调速系统仿真

实验一开环直流调速系统仿真
一、实验目的
1.熟悉MATLAB中的sinulink仿真的Powersystem库的元器件；
2.掌握直流电动机的模型；
3.掌握开环直流调速系统的原理及仿真。

二、实验原理
1. 直流电动机的数字模型及模块
SimPowersystem/machine/DC machine
2. 开环直流调速系统
三、实验内容
基本数据如下：
电动机：150kW,1000r/min, 700A,0.05Ω；Ld=2mH, Rd=0.08; Ce=0.185,Cm=0.18; Tm=0.8s;Tl=0.025s
三相全控桥整流：Ks=23；Ts=0.0017；
Ce=0.185,Cm=0.18; Tm=0.8s;Tl=0.025s
四、实验步骤
1．根据原理和内容搭建电路模型；
2．设置各元器件的参数；
3．设置仿真参数：仿真时间设为0——1s；计算方法为ode15或ode23tb。

4．仿真实现。

元器件清单：
五、实验报告
1. 绘制仿真电路图及输出波形图(波形要求的白底)；
2.分析开环调速系统的特性，负载变化时速度如何变化；。

Matlab直流调速系统仿真

MATLAB仿真技术大作业实验报告题目：直流调速系统仿真永磁直流电机参数如下：电枢电阻0.2Ω，电枢电感2.4mH，电动势系数0.1V/rpm，转动惯量0.43kg•m2。

仿真中其余电机参数设置为0。

电机负载情况如下：0~1s，电机空载，即负载转矩TL为0；1s~2s，电机满载运行，负载转矩TL为145N•m。

该电机由降压变换器供电。

斩波器使用两个IGBT及其反并联二极管构成单相桥臂，两个IGBT的驱动信号互补，如下图所示。

开关频率2.5kHz，输入电压600V，通过改变IGBT 导通占空比而改变电机端电压（即PWM方式工作）。

仿真使用ode23t求解器。

1、电机开环特性通过斩波器给电机供电，电机端电压平均值420V，计算PWM脉冲占空比。

画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。

记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。

根据仿真结果求出空载和负载时的转速。

（注意电机模型m端口输出的转速单位是rad/s，请将其转为以rpm为单位的波形。

）解：1）斩波器的占空比为V o/Vd，也就是2）以下为转速波形以及电枢电流波形图(经过单位换算，单位为rpm)；3）记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。

由图可知：电机起动时的最大电流为1452A，负载时的稳态电枢电流为153A。

4）根据仿真结果求出空载和负载时的转速。

空载时转速：4200rpm 负载时转速：345.149rad/s = 3900rpm。

2、转速闭环控制为了改善电机调速性能，对该直流电机系统加入转速闭环控制。

转速控制器使用比例-积分控制器，转速指令为4200rpm，控制器输出量为斩波器的调制波（即占空比）。

调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。

画出转速的波形，画出电机电枢电流的波形。

记录电机起动时的最大电流，记录负载时的稳态电枢电流。

选取P = 1，I = 7.5 得到如图所示图形，可得转速波形以及电枢电流波形如下图所示记录下电机起动时的最大电流I = 2388.372A ，负载时的稳态电枢电流I = 160.435A 。

直流电机调速matlab仿真报告

直流电机调速仿真报告1. 背景直流电机是一种常见的电动机类型，广泛应用于工业生产和家庭设备中。

在实际应用中，为了满足不同工况下的需求，需要对直流电机进行调速控制。

调速控制可以实现电机转速的精确控制，提高系统的稳定性和效率。

本报告旨在通过Matlab仿真分析直流电机调速控制系统，在理论与实践结合的基础上，提出相应的建议。

2. 分析2.1 直流电机调速原理直流电机调速原理主要基于改变电源的电压或者改变外加负载来实现对电机转速的控制。

常见的直流电机调速方法有：•电压调制法：通过改变直流电源的输出电压来改变转矩和转速；•变阻器分压法：通过改变外接阻值来改变转矩和转速；•变极数法：通过改变励磁回路中串联或并联的励磁线圈数目来改变转矩和转速；•PWM调制法：通过脉冲宽度调制技术来控制输入给定功率。

2.2 直流电机调速控制系统直流电机调速控制系统由电源、电机、传感器、控制器和负载组成。

其中，传感器用于测量电机的转速和位置，控制器根据测量值计算出合适的控制信号，通过电源提供给电机。

负载则影响电机的转速和转矩。

常见的直流电机调速控制方法有：•比例积分（PI）控制：根据误差信号进行比例和积分运算，生成合适的输出信号；•模糊控制：基于模糊推理原理，根据输入变量和规则库生成输出信号；•自适应控制：根据系统动态特性自动调整参数以实现最优性能。

2.3 仿真建模与参数设置本次仿真采用Matlab/Simulink软件进行建模与仿真。

首先需要确定直流电机的基本参数，如额定功率、额定转速、额定电压等。

然后根据实际情况设置仿真模型中的参数。

本次仿真设置了一个基于PWM调制法的直流电机调速系统模型。

具体参数如下：•额定功率：100W•额定转速：1500rpm•额定电压：220V•PWM调制频率：1kHz•控制器采样周期：0.01s3. 结果与分析3.1 仿真结果展示在进行仿真之后，我们得到了直流电机调速系统的仿真结果。

以下是部分结果的展示：•转速曲线图：•转矩曲线图：3.2 结果分析根据仿真结果，可以对直流电机调速系统进行分析。

直流电动机双闭环调速系统MATLAB仿真实验报告

直流电动机双闭环调速系统MATLAB仿真实验报告
实验目的：
本实验旨在设计并实现直流电动机的双闭环调速系统，并使用MATLAB进行仿真实验，验证系统的性能和稳定性。

实验原理：
直流电动机调速系统是通过改变电机的输入电压来实现调速的。

双闭环调速系统采用了速度环和电流环两个闭环控制器，其中速度环的输入为期望转速和实际转速的误差，输出为电机的电流设定值；电流环的输入为速度环输出的电流设定值和实际电流的误差，输出为电机的输入电压。

实验步骤：
1.建立直流电动机的数学模型。

2.设计速度环控制器。

3.设计电流环控制器。

4.进行系统仿真实验。

实验结果：
经过仿真实验，得到了直流电动机双闭环调速系统的性能指标，包括上升时间、峰值过渡性能和稳态误差等。

同时，还绘制了调速曲线和相应的控制输入曲线，分析了调速系统的性能和稳定性。

实验结论：
通过对直流电动机双闭环调速系统的仿真实验，验证了系统的性能和
稳定性。

实验结果表明，所设计的双闭环控制器能够实现快速且稳定的直
流电动机调速，满足了实际工程应用的需求。

实验心得：
本实验通过使用MATLAB进行仿真实验，深入理解了直流电动机的双
闭环调速系统原理和实现方式。

通过实验，我不仅熟悉了MATLAB的使用，还掌握了直流电动机的调速方法和控制器设计的原则。

同时，实验中遇到
了一些问题，比如系统的超调过大等，通过调整控制器参数和优化系统结
构等方法，最终解决了这些问题。

通过本次实验，我对直流电动机调速系
统有了更加深入的理解，为之后的工程应用打下了坚实的基础。

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真

基于MATLAB的直流调压调速控制系统的仿真直流调压调速系统是一种常见的电气控制系统，广泛应用于工业领域中。

在直流调压调速系统中，直流电机作为执行器，通过对电机的电压进行调节，可以实现对电机的速度、扭矩等参数的控制。

本文基于MATLAB平台对直流调压调速系统进行了仿真分析，包括建立系统模型、设计控制系统、进行性能分析等方面。

一、直流调压调速系统模型的建立直流调压调速系统可以简化为如下模型：e(t)--->u(t)--->Gv(s)---->X(s)----->e(t)是输入信号，表示期望电机速度；u(t)是输出信号，表示电机输出的转矩；Gv(s)是电机的传递函数，表示电机的速度与输入电压的关系；X(s)是控制系统的输出信号，表示根据输入信号e(t)和反馈信号u(t)计算得出的输出。

电机的传递函数Gv(s)可以通过实验测定或者理论计算得到，其具体形式为：Gv(s) = K / (Js+b)K是电机的增益；J是电机的惯性矩；b是电机的摩擦系数。

二、直流调压调速系统的控制器设计对于直流调压调速系统，可以采用比例-积分-微分（PID）控制器来控制电机的速度。

PID控制器的输出计算式为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t) * dt + Kd * de(t)/dtKp、Ki、Kd分别是比例、积分、微分控制器的参数，e(t)是输入信号与输出信号之差，de(t)/dt是e(t)的导数。

在MATLAB中，可以使用pid函数设计PID控制器，并使用feedback函数将控制器与直流调压调速系统进行连接。

具体步骤如下：1. 建立直流调压调速系统的模型；2. 调用pid函数，设计PID控制器，并设置控制器的参数；3. 调用feedback函数，将控制器与直流调压调速系统进行连接；4. 设计输入信号e(t)；5. 运行模拟程序，观察系统的输出信号u(t)。

三、直流调压调速系统的性能分析在直流调压调速系统的仿真中，可以通过观察系统的输出信号u(t)来评估系统的性能。

MATLAB直流调速系统仿真

MATLAB仿真技术大作业直流调速系统仿真1、电机开环特性计算PWM脉冲占空比：D=V O/Vd=420/600=70%画出转速的波形、电机电枢电流的波形：电机起动时的最大电流：I max=1708A 负载时的稳态电枢电流：I a=143.2A 空载时转速：n=4200rpm 负载时的转速：n=3896rpm2、转速闭环控制设置比例-积分环节，k P=0.01，k I=0.01，k D=0画出转速的波形、电机电枢电流的波形：电机起动时的最大电流：I max=2425A 负载时的稳态电枢电流：I a=141.6A 3、改善电机起动特性用斜坡函数加限幅（ramp--saturation）代替转速指令：斜坡斜率设为8400，限幅设为4200。

画出转速的波形、电机电枢电流的波形：电机起动时的最大电流：I max=619.7A4、简化降压斩波器降压斩波器只使用一只IGBT和一只二极管时，再次进行仿真。

画出电机电枢电流的波形与第3问的波形进行比较：与第3问的波形进行比较：t=0.3s时，I a(3)=379.3A I a(4)=379.3At=0.8s时，I a(3)=-8.92A I a(4)=-0.02107At=1.5s时，I a(3)= 143.4A I a(4)=143.8A通过对比，可知三段波形的数值几乎无差别或差别非常小可忽略不计；但波形显示在t=0.5s 左右时第四问波形的纹波值比第三问波形的纹波值小。

因为器件替换后，各部分的功能并未发生变化，电路的正常工作状态并未受到影响，因此用不同的降压斩波器波形几乎无差别。

纹波的区别可能是因为二极管与带反并联二极管的IGBT、不带反并联二极管的IGBT与带反并联二极管的IGBT结构上的区别所导致。

基于matlab的直流电机双闭环调速系统仿真

基于Matlab的直流电机双闭环调速系统仿真本文将介绍使用Matlab软件进行直流电机双闭环调速系统的仿真。

直流电机调速系统是工业控制领域中常见的一种控制系统，通过控制电机的输入电压，调节电机的转速。

双闭环调速系统在传统的单闭环调速系统的基础上增加了速度环和电流环，提高了系统的稳定性和响应速度。

1. 直流电机调速系统介绍直流电机调速系统主要包括电机、电机功率器件、传感器和控制器等组成部分。

其中，电机是被控对象，通过控制电机功率器件的输入电压，可以调节电机的转速。

传感器用于实时测量电机的转速和转矩，将测量值反馈给控制器。

控制器根据测量值和设定值的差异，生成控制信号，控制输入电压，使得电机的转速达到设定值，并保持在设定值附近。

2. 双闭环调速系统结构双闭环调速系统在传统的单闭环调速系统的基础上增加了速度环和电流环，使得系统的控制更加精确。

速度环对电机的速度进行控制，根据速度误差生成调节电压；电流环则对电机的电流进行控制，根据电流误差生成最终的控制信号。

双闭环调速系统的结构如下所示：_______ _______| | e1 | |r +--+ | |---+-->| C |---+--> u| | | | |_____| |+--->| P1 | | | +-------+| | | _______ | | |y <---+ |_____| _|_ | | | | |_______ | | C1 | | | P2 || | | |_____| | | |--| P0 |--+ +--> | |t |_____| | +-------+y其中，r为输入信号（设定值），y为输出信号（测量值），e1为速度误差，e2为电流误差，P1为速度环比例控制器，P2为电流环比例控制器，C1为电流环输入限幅器，C为速度环输入限幅器，u为控制信号（调节电压）。

3. 双闭环调速系统仿真实现步骤步骤一：建立模型在Matlab软件中，建立直流电机的数学模型。