直流调速系统文献综述
不可逆直流PWM数字调速系统设计【文献综述】
文献综述电气工程及其自动化不可逆直流PWM数字调速系统设计一、前言生产中要求机械在不同情况下以不同的速度工作，这就需要对电机的速度进行快速精确的调节。
直流电动机调速具有良好的起动、制动性能，由于其范围宽、精度高、易控制等优点，在许多需要调速或快速蒸饭箱的电力拖动领域中得到了广泛的应用，因此长期以来再生产机械中占领主要地位。
特别是在调速系统采用了微机实现数字化控制后，整个调速系统可以实现全数字化、结构简单、可]1[靠性提高、操作维护方便、可使电机稳态运行时的稳速精度达到较高水平。
本次设计中采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，即脉宽调制变换器-直流电机调速系统，简冲直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。
该系统在很多方面具有较大的优越性：（1）主电路简单，需要的电力电子器件少；（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；（3）低速性能好，温宿精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；（4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强；（5）电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；]2[（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
二、主题（一）直流调速系统按拖动电动机的类型来分，自动调速系统有直流调速系统和交流调速系统两大类。
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无极快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以，直流调速系统至今仍是自动调速系统的主要形式，他被广泛的应用于金威切削机床、大型起重机、矿井卷扬机等诸多领域。
直流电动机的转速调节主要有三种方法：调节电枢供电的电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。
针对三种调速方法，都有各自的特点，也存在一定的缺陷。
例如改变电枢回路电阻调速只能实现有级调速，减弱磁通虽然能够平滑调]2[速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。
逻辑无环流可逆直流调速系统的文献综述
摘要摘要：本文主要论述了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原和构成，并对其控制电路进行计算和设计，运用MATLAB仿真对电气结构原理图进行仿真并对仿真结果进行动静态性能分析，采用优化设计方法改善系统性能，实现了转速电流双闭环逻辑无环流可逆直流调速系统的建模和仿真。
关键词：逻辑无环流；可逆直流；MATLAB仿真引言随着电力传动装置在现代化工业生产中的广泛应用，以及对其生产工艺、产品质量要求的不断提高，需要越来越多的生产机械能够实现正反向可逆运行。
有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但还必须设置几个环流电抗器，因此当工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不是很高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的逻辑无环流控制可逆系统，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路或逻辑算法去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的发展历史、工作原理，系统主电路、控制电路、触发电路和保护电路。
根据系统的动、静态性能指标采用工程设计方法设计转速、电流调节器参数，并运用Matlab的Simulink工具箱和电力系统工具箱，实现逻辑无环流可逆直流调速系统的建模与仿真。
1逻辑无环流可逆直流的发展历史直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机。
因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。
直流电动机按励磁方式分为永磁、它励和自励三类，其中自励又分为并励、串励和复励三种1840～1955年为探索实验时期：从1840年到1955年的116年期间，直线电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。
自从Wheatsone提出和试制了直线电机以后，最早明确地提到直线电机文章的是1890年美国匹兹堡市的市长，在他所写的一篇文章中，首先明确地提到了直线电机以及它的专利。
直流双闭环_文献综述
双闭环直流调速系统的设计及MATLAB仿真摘要直流调速系统的在工业中的应用很广泛，也是交流调速系统的基础。
直流调速系统用双闭环结构时控制效果最好，为此本文对双闭环直流调速系统进行了研究，重点对控制部分展开研究。
分析调速系统的稳态和动态结构，建立双闭环直流调速系统的数学模型，通过全面分析根据双闭环直流调速系统的控制要求将电流和转速都设计为比例积分调节器，并设计了电流和转速调节器的参数。
对经典双闭环系统进行分析的同时，为了能得到合理的设计参数，用MATLAB软件对电流环和转速环的设计举例进行了仿真，通过比较说明了直流调速系统的特性。
关键词：双闭环直流调速系统；比例积分调节器；MATLABAbstractDC servo system is widely used in the industry,and is the fadati on of AC servo System.The DC servo system can be controled well wit h double-closed system.In this paper double-closed loop DC servo syste m is studied,the importance of zhe study is the control section.analy sis of the static and dynamic of speed control system,and establishin g a double-closed loop DC system mathematical model. PI controler is designed for both the current and speed regulator,and design current and speed regulator parameters. When analysis of the classical doubl e-loop system，in order to get a reasonable design parameters. MATLAB software has been selected to simulate parameters of the system which has been ch oosen,with a comparison to show the characteristics ofDC Control syste m.KEY WORDS：Double-closed loop DC servo system PI controller;MATLAB国内外研究现状随着新型电力半导体器件的发展，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）常用的控制直流电动机有以下几种：第一，最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
直流电动机调速系统设计综述
概述 (2)1 设计任务与分析 (3)1.1 任务要求 (3)1.2 任务分析 (3)2方案选择及论证 (4)2.1 三相可控整流电路的选择 (4)2.2 触发电路的选择 (4)2.3 电力电子器件的缓冲电路 (5)2.4 电力电子器件的保护电路 (5)3主电路设计 (7)3.1 整流变压器计算 (7)3.1.1 U2的计算 (7)3.1.2一次侧和二次侧相电流I1和I2的计算 (8)3.1.3变压器的容量计算 (8)3.2 晶闸管元件的参数计算 (9)3.2.1晶闸管的额定电压 (9)3.2.2晶闸管的额定电流 (9)3.3 电力电子电路保护环节 (10)3.3.1交流侧过电压保护 (10)3.3.2直流侧过电压保护 (11)3.3.3晶闸管两端的过电压保护 (11)3.3.4过电流保护 (11)4触发电路设计 (11)4.1 触发电路主电路设计 (11)4.2 触发电路的直流电源 (13)5电气原理图 (14)小结与体会 (15)参考文献 (16)附录 (16)直流电动机具有良好的起动和制动性能，广泛应用于机械、纺织、冶金、化工、轻工等工业系统。
随着电力电子技术的发展，晶闸管在直流电动机的调速系统中得到广泛应用。
晶闸管直流电动机调速系统，可实现电动机的无级调速，具有调节范围宽，控制精度高，使用寿命长、成本低等优点。
正确掌握晶闸管直流电动机调速系统的设计方法，对系统的可靠运行及应用有重大意义。
本设计以晶闸管直流电动机调速装置为主，介绍了系统的各个部件的组成及主要器件的参数计算。
调速装置以可控整流电路作为直流电源，把交流电变换成大小可调的单一方向直流电。
通过改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚来改变直流电压的平均值。
关键词：可控整流晶闸管触发电路保护电路直流电动机调速系统设计1 设计任务与分析1.1 任务要求初始条件：输入交流电源：三相380V，频率50Hz。
要求完成的主要任务:设计直流电动机采用调压方式的调速可控整流电源，要求达到：1、采用晶闸管可控整流电路。
基于单片机的直流电机PWM调速控制(文献综述,,,)
本科毕业论文(设计)文献综述题目:直流电机调速的研究现状及发展趋势姓名:杨林学院（部）:信息与工程学院专业:生物医学工程班级:生物医学工程 1 班学号: 0903030027 指导教师:张鑫职称:2012年10月25日直流电机调速的研究现状及发展趋势摘要：本文阐述了直流电机调速控制系统的发展情况，首先包括各种直流电机的调速方式介绍，再到从单一的调速加入单片机的控制、转速的采集和显示器显示转速等方式来实现实时调控，以及国内外各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。
其次具体讲述了各种调速调速系统中的一些关键模块，如：单片机控制、PWM脉冲如何产生、如何改变PWM脉冲占空比调速、如何改变电阻调速、如何采集转速和显示等等，最后浅谈一下各模块中的优异和可以采取的改进方法，以及当下比较适宜的处理办法。
关键词：单片机；调速；直流电机Dc motor speed regulating research situation anddevelopment trendAbstract: this paper describes the situation of the DC motor speed regulation control system development , Firstly , it includes all kinds of the DC motor speed control mode is introduced,and then from a single speed to join MCU control, the speed of the acquisition .The display shows speed, and other ways to realize real-time control, and domestic and foreign various colleges and universities and professional personnel is good at aspects of exploration and obtained a certain research results. Secondly, the paper specificly say about all kinds of speed governing system of some key modules, such as: MCU control, how to PWM pulse produce, and how to change the PWM pulse duty ratio control, how to change the resistance of motor speed, how to gather the speed and display, and so on,.Finally talk about how each module of the excellent and can take improvement methods, as well as the suitable processing method.Keywords: MCU; Speed control; Dc motor引言现在电气传动的主要方向之一是电机调速系统采用微处理器实现数字化控制，随着现代化生产规模的不断扩大，各个行业对直流电机的需求愈益增大，并对其性能提出了更高的要求。
直流电机调速电路发展综述
直流电机调速电路发展综述1.早期调速方法在早期，直流电机的调速主要通过改变电机的输入电压或电流来实现。
一种常用的方法是串联电阻调速，通过在电枢电路中串联电阻来降低电机的输入电压，从而达到调速的目的。
然而，这种方法效率较低，且无法实现平滑的调速。
2.晶体管控制调速随着晶体管技术的发展，人们开始使用晶体管作为控制元件来实现直流电机的调速。
通过改变晶体管的导通状态，可以调节电机的输入电流，从而实现平滑的调速。
这种方法较串联电阻调速更为先进，但仍然存在效率较低的问题。
3.可控硅整流器调速可控硅整流器的出现为直流电机调速带来了新的解决方案。
可控硅整流器可以控制直流电机的输入电压，从而实现精确的调速控制。
这种方法具有较高的效率和较宽的调速范围，但需要专业的控制电路来实现。
4.PWM控制调速随着微电子技术的发展，PWM（脉宽调制）控制技术开始广泛应用于直流电机调速。
PWM控制技术通过调节脉冲宽度来改变电机的输入电压或电流，从而实现精确的调速控制。
这种方法具有效率高、精度高、噪声低等优点，是当前直流电机调速的主流技术之一。
5.矢量控制与直接转矩控制为了进一步提高直流电机的调速性能，人们开始研究矢量控制和直接转矩控制等高级控制策略。
矢量控制通过将电机的输入电流分解为转矩电流和励磁电流两个分量，分别对它们进行控制，从而实现对电机转矩的精确控制。
直接转矩控制则通过直接控制电机的输出转矩来实现快速响应的调速控制。
这些高级控制策略能够进一步提高直流电机的调速性能和动态响应能力。
6.现代数字化调速技术随着数字信号处理器（DSP）和微控制器等数字芯片的出现，数字化调速技术开始广泛应用于直流电机控制。
数字化调速技术能够实现更加快速和精确的调速控制，同时也方便了与计算机等其他设备的接口。
目前，数字化调速技术已经成为直流电机调速的主流技术之一。
7.智能控制调速近年来，智能控制技术也开始应用于直流电机调速。
智能控制技术包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等，能够实现更加复杂和高效的电机控制。
直流调速系统文献综述
燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：电动游览车调速控制系统设计学院（系）：电气工程学院年级专业： 07级应电-3班学生姓名：***指导教师：***完成日期： 2011-3-23一、课题国内外现状近几年来，由于能源危机和环境污染两大问题的日益严重，加之科学技术的飞速发展，电动车自身难点的不断解决，使电动车具有更多突出的优点。
对于其核心-直流电机的控制系统，其直流电动机的调速的方法有：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通 、改变电枢回路电阻R 。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。
但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。
50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。
因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。
对于其核心-直流电机的控制系统，目前我国的直流调速控制主要在以下几个方面进行着研究1．提高调速的单机容量．我国现有最大单机容量比国外单机容量小的多。
2．提高电力电子器件的生产水平，增加品种．3．提高控制单元水平．目前国内使用较多的仍然是小规模集成运放和组件构成的调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的。
目前，国外的第四代产品以微处理器为基础，具有控制、监视、保护、诊断及复原等多种功能．近年来，各国学者正致力于无速度传感器控制系统的研究，利用监测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，这种控制方式不需要监测硬件，也免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等麻烦，提高了系统的可靠性，降低了成本，引起了国内外学者广泛的兴趣。
全数字化双闭环可逆直流PWM调速系统的研究文献综述
文献综述控制论、信息论、计算机、相对论和量子论等都是20世纪取得的重大科学成就，它们成为推动社会进步和科学技术发展起到了举足轻重的作用。
所谓自动控制就是在没有人直接参与的情况下，通过控制器使被控对象或被控过程能自动地按照预定地规律运行。
例如：导弹能够准确命中目标；人造卫星能够按预定的轨道运行并返回地面；宇宙飞船能够在月球着陆然后返回地球；电网电压和频率自动地维持不变等。
这些其实都是自动控制技术高速发展地结果。
自动控制技术在各个领域地广泛应用，不仅使生产设备和过程实现了自动化，极大地提高了劳动生产率和产品质量，改善了劳动条件，而且在人类征服自然、探索新能源、发展空间技术等方面都起着极其重要的作用。
（以上摘自《自动控制系统》）电气传动技术以电动机控制为控制对象，以微电子装置为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下组成电气传动控制系统。
因电机种类的不同分为直流电动机传动（简称直流传动）、交流电动机传动（简称交流传动）、步进电机传动（简称步进传动）、伺服电动机传动（简称伺服传动）等等。
众所周知，与交流调速系统相比，由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，变流装置控制简单，长期以来在调速传动中占统治地位。
在要求调速性能较高的场合，一般都采用直流电气传动。
目前，通过对电动机的控制，将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。
三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。
首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。
同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。
以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。
直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。
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燕山大学
本科毕业设计（论文）文献综述
课题名称：电动游览车调速控制系统设计
学院（系）：电气工程学院
年级专业： 07级应电-3班
学生姓名：***
指导教师：***
完成日期： 2011-3-23
一、课题国内外现状
近几年来，由于能源危机和环境污染两大问题的日益严重，加之科学技术的飞速发展，电动车自身难点的不断解决，使电动车具有更多突出的优点。
对于其核心-直流电机的控制系统，其直流电动机的调速的方法有：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通 、改变电枢回路电阻R 。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。
但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。
50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。
因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。
对于其核心-直流电机的控制系统，目前我国的直流调速控制主要在以下几个方面进行着研究
1．提高调速的单机容量．我国现有最大单机容量比国外单机容量小的多。
2．提高电力电子器件的生产水平，增加品种．
3．提高控制单元水平．目前国内使用较多的仍然是小规模集成运放和组件构成的调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的。
目前，国外的第四代产品以微处理器为基础，具有控制、监视、保护、诊断及复原等多种功能．
近年来，各国学者正致力于无速度传感器控制系统的研究，利用监测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，这种控制方式不需要监测硬件，也免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等麻烦，提高了系统的可靠性，降低了成本，引起了国内外学者广泛的兴趣。
二、研究主要成果
目前，国外主要电气公司，如德国的西门子公司、日本的三菱公司、东芝公司、美国的GE公司等，均已开发出全数字直流调速装置，有成熟的系列化、标准化、模块化的应用产品供选用。
随着现代控制理论的发展，人工神经网络、自适应控制、模糊控制等各种智能控制策略正在不断涌现。
国外在集散型计算机控制系统方面已有定型成套装置。
对复杂的电气自动化系统进行在线实时控制，技术已过关，尤其使用单片机使控制更方便、可靠，更容易调节参数。
三、发展趋势：
最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。
但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。
50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。
因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。
对于直流调速系统目前的发展方向是大型化和智能化。
我国还很少有自主的系列化的全数字控制直流调速装置商用。
由于进口设备价格昂贵，于是给出了国产全数字控制直流调速装置的发展空间。
本课题正是应这样的需求而产生。
此外，由于计算机控制技术的发展，实时运行的图形功能比较强，对控制过程的参数和状态可以有更直观的了解，便于对系统进行在线监控和管理。
四、存在问题
闭环控制系统与开环控制系统相比，具有精度高、动态性能好，抗干扰能力强，系统具有纠正偏差的能力等优点，但是在单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程。
因此采用转速电流双闭环直流调速系统来获得优良的静、动态调速特性。
它的缺点是结构复杂包含元件多，维修困难，价格昂贵等，如果闭环系统参数的选取不适当，系统可能会产生振荡，甚至系统失稳而无法正常工作。
五、主要参考文献
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[5] 徐科军．一种基于SG3525的可逆直流脉宽调速[J]．通讯电源技术
[6] 郑颖楠.电源技术.秦皇岛：燕山大学电气工程学院.2000
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[11] 朱立圣,直流电机闭环控制技术研究 ,南京理工大学硕士学位论文
[12] 刘汉忠，邵群涛,单相串励电动机闭环调速控制器的设计与实现,南京工程学院，江苏南京210013
[13] Boumediène ALLAOUA Setting Up PID DC Motor Speed Control Alteration Parameters Using Particle Swarm Optimization Strategy Bechar University, Departement of Electrical Engineering, BP 417 BECHAR (08000）Algeria
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指导教师审阅签字 :
年月日。