直流电动机的MATLAB仿真
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- - 考试
资料.
2） 直流电动机直接起动仿真
直流电动机直接起动时，起动电流很大，可以达到额定电流的10-20倍，
由此产生很大的冲击转矩。适用Simulink对直流电动机的直接起动过程
建立仿真模型，通过仿真获得直流电动机的直接起动电流和电磁转矩的
变化过程。
他励直流电动机直接起动仿真模型原理图
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2
直流电动机模块参数设置图 直流电源模块参数设置图
定时模块参数设置图
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3
开关模块参数设置图
他励直流电动机直接起动转速—电流关系仿真结果
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4
他励直流电动机直接起动仿真结果
3）直流电动机电枢串联电阻启动仿真
建立他励直流电动机电枢串联三级电阻起动的仿真模型，仿真分析其串
联电阻起动过程，获得起动过程的电枢电流.转速和电磁转矩的变化曲
线。
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他励直流电动机串起电阻启动仿真模型原理图
他励直流电动机串起电阻仿真
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6
他励直流电动机串起电阻起动的转速—电流关系仿真结果
4）直流电动机能耗制动仿真
能耗制动时，电枢通过电阻Rb短接，使用Simulink建立直流电动机的能
耗制动仿真模型，仿真分析获得转速。电枢电流和电磁转矩的暂态过程
曲线。
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他励直流电动机能耗制动仿真模型原理图
他励直流电动机能耗制动仿真结果
5） 直流电动机反接制动仿真
直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动和倒拉反接制动。电压
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反向反接制动作用用于电动机的快速停机，而倒拉反接制动用于低速下
放位能负载。使用Simulink建立直流电动机的电压反向反接制动的仿真
模型，仿真分析获得转速。电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。
他励直流电动机电压反向反接制动仿真模型原理图
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他励直流电动机电压反向反接制动仿真结果
6）直流电动机改变电枢电压调速仿真
使用Simulink建立直流电动机的改变电枢电压的仿真模型，仿真分析获
得转速。电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。
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他励直流电动机改变电枢电压调速仿真模型原理图
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他励直流电动机改变电枢电压调速仿真结果
他励直流电动机改变励磁电压仿真模型原理图
第三章 MALTAB基本操作
一、目的：
1.掌握MATLAB的基本操作、常用命令。
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2.学会利用MATLAB图形用户界面设计工具设计一个与整个实验内容
配套的实验工作平台，进一步提高学生编程的能力和技巧。
二、原理
（一）MATLAB简介
MATLAB的名称源自Matrix Laboratory，1984年由美国Mathworks公司
推向市场。它是一种科学计算软件，专门以矩阵的形式处理数据。MATLAB
将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并提供了大量的内置函数，从
而被广泛地应用于科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和
设计工作。
MATLAB在信号处理中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。
例如，解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换、z正反变换、函
数波形绘制、函数运算、冲激响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、
信号的频谱分析、零极点图绘制等内容。
MATLAB作为面向科学与工程计算的大型科技应用软件，同样提供了一
个功能强大的用于编写图形用户界面的工具GUI。MATLAB的用户界面对象
分为三类：用户界面控件对象（uicontrol）,下拉式菜单对象(uimenu),和内容
式菜单对象（uicontextmenu）。
其中GUI向导提供了十种控件(Control)对象和一个坐标轴(Axes)对象。
它们分别是:按钮(PushButton)、开关按钮(ToggleButton)、编辑框(EditText)、
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弹出式菜单(PopupMenu)、图文框(Frame)、静态文本框(StaticText)、列表框
(Listbox)、复选框(Checkbox)、滑动条(Slide)等，因此用户在使用的过程需要
深入地了解各种图形对象的特征、属性和操作。
本实验利用MATLAB的用户界面对象，设计出以实验内容为依托的操
作简单、功能完备的图形用户界面，为后面的实验仿真提供了有效的基础。
第四章 Matlab程序的设计原则
1.百分号%后面的内容是程序的注释部分，要善于应用注释使程序更具有可
度性。
2.主程序开头用clear指令清除变量，以清除工作空间中其他变量对程序运
行的影响。但注意子程序中不要用clear。
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3.参数值要集中放在程序的开始部分，以便维护，要充分利用matlab工具
箱提供的指令来执行所要进行的运算，在语句之后要输入分号使其及
中间结果不在屏幕上显示，以提高执行速度。
4.input指令可以用来输入一些立功临时的数据；而对于大量的数据，则通
过建立一个存储参数的子程序。在主程序中通过子程序的名称来调用。
5.程序尽量模块化，即采用主程序调用子程序的方法，将所有子程序合并起
来执行全部操作。
6.充分利用Debugger来进行程序的调试（设置断点、单步执行、连续执行），
并用其他工具箱或图形用户界面（GUI)的设计技巧，将设计结果集成在
一起。
7.设置好matlab的工作路径，以便程序运行。
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第五章 课程设计心得
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理
论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论
中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立
思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第
一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自
己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多专业知识问题，
最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也
到很多实用的知识，在次我们表示感谢！
第六章 参考文献.
[1] 张森，张正亮，MALTAB仿真技术主导实例运用教程，：机械工业出版，
2004.
[2] 胡小强 计算机网络[M] ：北京邮电大学出版社2005年1月
[3] 范影乐，杨胜天，MALTAB仿真运用详解。：人民邮电出版社，2001
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[4] 王兆安，张明勋。电力电子技术设计和运用手册，：机械出版社，2005
[5] 张乃国。电源技术。：中国电力出版社，1998.
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的直流电机弱磁调速系统仿真
毕业设计 (论文)课题：基于Matlab的直流电机弱磁调速系统仿真学院：机械与电气工程学院学生姓名：XXXXXXXXX 学号：XXXXXXXXXXXX 专业班级：XXXXXXXXXXXXXXX 指导老师： XXXXXXXXX 完成时间：XXXXXXXXX摘要直流电动机的调速性能好，启动转矩大，特别是调速性能为交流电机所不及。
因此，在对电动机的调速性能和启动性能要求比较高的生产机械上，大都使用直流电动机进行拖动。
而通过减小直流电动机励磁磁通的方法对直流电动机调速，不仅调速过程平滑，可控制性高，而且能量损耗小，成本低，被广泛应用于恒功率调速场合。
Matlab是一种科学计算软件，利用其Simulink仿真环境可以很方便的对各类系统进行仿真。
利用matlab进行电机仿真有很多优点。
第一、能够大大提高实验过程当中的安全性；第二、搭建仿真模型操作简单，修改各参数方便快捷，在今后电动机的改良及系统的设计中可以大大缩短设计开发周期，有利于选择最佳参数和设计最合理的系统方案；第三、仿真结果通过Simulink模块当中示波器显示其曲线变化，这样可以更为直观的观察到各参数对电动机性能的影响，对电动机的研究带来了极大的方便。
本文使用Simulink仿真环境中的各类模块，组成直流电动机弱磁调速控制系统。
通过改变励磁磁通量，可以得到电机在不同条件下的运行参数。
经过对仿真结果进行分析，对弱磁调速特点进行了验证。
关键词：直流电机；弱磁调速；Matlab仿真；SimulinkAbstractDC motor‘s speed performance and starting torque is higher than AC motor。
Therefore DC motor has been widely applied in the in many demanding occasions.The design is electric machinery simulation experiment based on MATLAB. Firstly, we sh ould learn to study the internal structure and principle of operation of the electric machiner y. Secondly, it is the learning of the MATLAB software. To build up a simulation model we need to use the Simulink module to build up different type and capacity motors’ starting, s peed regulation and braking module by Simulink module, then simulate the curves of the p arameters.The simulation of the motor plays an important role in studying the electric machinery. By buildi ng up the models to simulate the variety of the motors’starting,speed regulation and braking curves. Firstly, we can greatly improve the safety during the process of the experiment. Secondly, it is easy to build up a simulation model and convenient to modify the parameters, so we can greatly shorten the design cycle in the future motor improvement and system design and it is propitious to select optimum parameters and design the most reasonable system scheme. Thirdly, the simulation results is used by oscilloscope in Simulink modules to display theirs’ curves variety, in this way we can intuitionisticly observe the effects of parameters on the performance of the motors, it brings great convenience in motor research.KeyWords：DC motor; Matlab; Speed regulation with Field weakening；Simulink目录摘要 (2)Abstract (3)1 绪论 (5)1.1课题研究的目的和意义 (5)1.2论文的主要研究内容 (5)2 直流电动机 (6)2.1 直流电动机的基本工作原理 (6)2.2直流电机的励磁方式 (7)2.3直流电动机相关公式 (8)3 弱磁调速系统 (9)3.1他励直流电动机的机械特性 (9)3.1.1他励直流电动机的机械特性 (9)3.1.2固有机械特性 (10)3.1.3人为机械特性 (10)3.2他励直流电动机的调速 (13)3.2.1调速指标 (13)3.2.2 调速方法 (14)3.3 他励直流电动机弱磁调速系统概述 (16)4 Matlab概述 (17)4.1 Matlab简介 (17)4.2 Simulink的应用 (18)4.2.1 简介 (18)4.2.2 功能 (18)4.2.3 启动方法 (19)5 直流电机弱磁调速仿真 (19)5.1 设计思路及模块介绍 (19)5.1.1设计思路 (19)5.1.2模块介绍 (19)5.2 在simulink上建立仿真模型 (21)5.3仿真结果及分析 (25)5.3.1 仿真结果 (25)5.3.2 结果分析 (27)5.4 弱磁控制的直流调速系统 (27)6 总结 (29)致谢 (30)参考文献 (30)附录（中英文翻译） (31)外文资料 (31)中文翻译 (36)1 绪论1.1课题研究的目的和意义在国民经济生产中，电机工业是机械工业的一个重要组成部分，电机是机电一体化中机和电的结合部位，是机电一体化的重要基础，电机可称为电气化的心脏。
matlab2010b电机仿真
matlab2010b电机仿真在MATLAB 2010b中进行电机仿真可以使用Simulink和Simscape Power Systems工具箱。
下面是一个简单的示例，演示了如何使用Simulink建立并运行一个电机仿真模型。
1. 打开MATLAB 2010b软件。
2. 在Simulink库浏览器中找到电机建模组件。
可以在“Simulink”标签下的“Electrical”部分找到一些相关组件，如“Induction Motor”和“DC Motor”等。
3. 双击相应的组件，将其拖动到模型编辑器中。
可以使用这些组件来构建一个电机模型。
4. 连接电机建模组件的输入和输出端口。
例如，可以将一个输入信号传递到电机的控制端口，将输出信号连接到电机的运动端口。
5. 配置电机的参数。
双击电机组件，可以打开参数对话框，并设置电机的参数，如转矩、速度、电压等。
6. 添加其他必要的组件和连接，以完成电机模型的搭建。
7. 单击模型编辑器中的“运行”按钮，开始仿真电机模型。
可以通过观察仿真结果和信号波形来分析电机的行为和性能。
注意：MATLAB 2010b版本可能需要安装额外的工具箱才能进行电机仿真。
可以在软件安装目录下的“toolbox”文件夹中查找相关的工具箱，并确保其已经安装和激活。
此外，Simscape Power Systems工具箱也提供了一系列电机模型和仿真组件，可以用于建立更精细和复杂的电机系统模型。
可以按照类似的步骤，使用Simscape Power Systems工具箱中的电机组件进行仿真。
希望以上信息对您有帮助！。
电机与拖动基础及MATLAB仿真习题答案(第四章)
4-14 一台直流电动机技术数据如下：额定功率PN=40kW ，额定电压UN=220V ，额定转速nN=1500r/min ，额定效率η=%，求电动机的额定电流和额定负载时的输入功率 解：（1）额定电流（2）输入功率4-15 一台直流发电机技术数据如下：额定功率PN=82kW ，额定电压UN=230V ，额定转速nN=970r/min ，额定效率η=90%，求发电机的额定电流和额定负载时的输入功率 解：（1）额定电流（2）输入功率4-16 已知一台直流电机极对数p=2，槽数Z 和换向片数K 均等于22，采用单叠绕组。
试求：（1）绕组各节距；（2）并联支路数。
解：（1）第一节距5424222y 1=-=±=εp z ，为短距绕组。
单叠绕组的合成节距及换向器节距均为1，即1y ==k y第二节距415y 12=-=-=y y（2）并联支路数等于磁极数，为4。
4-17 已知直流电机极数2p=6，电枢绕组总导体数N=400，电枢电流Ia=10A ，气隙每极磁通Φ=×10-2Wb ，试求：（1）采用单叠绕组时电枢所受电磁转矩；（2）绕组改为单波保持支路电流ia 不变时的电磁转矩。
解: 电枢绕组为单叠绕组时,并联支路对数a=p=3,电磁转矩 m N I a pN T a ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯=Φ=38.1310021.0314.3240032π 如果把电枢绕组改为单波绕组, 保持支路电流a i 的数值不变,则电磁转矩也不变,仍A U P I N N N N 79.207875.022010403=⨯⨯==ηkWI U P N N 71.4579.2072201=⨯=⨯=A U P I N N N 5.35623010823=⨯==KW P P N 11.911==η为m N ⋅,因为无论是叠绕组还是波绕组,所有导体产生的电磁转矩的方向是一致的,保持支路电流a i 不变,就保持了导体电流不变,也就保持了电磁转矩不变。
MATLAB电机控制综合仿真实验
MATLAB电机控制综合仿真实验一、他励直流电机单闭环调速仿真实验要求：利用Simpowersystem里面自带的DC电机模块，完成他励直流电机单闭环调速仿真，速度调节用PI控制方法，要求封装PI模块，给定速度100rad/s，负载由空载到1s时跳变到20N。
调节不同的PI参数，观察仿真结果总结速度波形、转矩波形的变化规律（PI参数和超调量、稳定时间、稳态误差、振荡次数）。
另外要求将scope图中的4条曲线参数导出到工作空间，并用subplot和plot 函数画在同一个窗口中，每个子图加上对应的标题。
电机相关参数的设置图：仿真原理图：在仿真试验中需要按照实验要求对PI控制器子系统进行封装，然后更改Kp、Ki参数值的大小。
封装PI模块图如下：Plot绘图程序：>>subplot(411)>> plot(t,W,'r'),title('转速')>> subplot(412)>> plot(t,Ia,'b'),title('电枢电流')>> subplot(413)>> plot(t,Te,'g'),title('转矩')>> subplot(414)>> plot(t,If,'y'),title('励磁电流')速度调节用PI控制方法，给定速度100rad/s，负载由空载到1s 时跳变到20N，调节不同的PI参数，从PI模块封装中调节，修改不同的参数Ki 、Kp观察仿真结果。
Ki=100, Kp=5;050100w (r a d /s )00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-2000200I a (A )-202I f (A )-1000100T e (N .m )Ki=2, Kp=1;w (r a d /s)I a (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55I f (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55T e (N .m )二、 他励直流电机闭环调速系统仿真实验要求：利用Simulink 基本模块搭建他励直流电机闭环调速系统直流电机子模块，根据以下电机数学模型搭建：电磁转矩公式：e M a T C I =Φ 动力学平衡方程：e L m d T T B J dtωω--=电机模块要求封装，参数20.05kg m J =⋅，0.02N m s m B =⋅⋅，165m C =，0.01Wb f Φ=，恒定负载T L =20N 点击封装模块时输入。
基于MATLAB的无刷直流电机控制系统建模与仿真
( 1 ) 定 子 绕 组 为 6 0 相 带 整 距 集 中绕 组
三 相六 状态
：
，
Y
形连接
，
(2 ) 忽 略 磁 路 饱 和 (3 ) 忽 略 齿 槽 效 应
，
不 计 涡流 和 磁滞损耗
；
，
不 考虑 电枢反 应
；
，
气 隙磁 场 分 布
为梯形 波
，
平顶 宽为 电角度
(4 ) 三 相 绕 组 完 全 对 称 2 1 三
图 ５所 示 。
Ｔ ｅ
图 ｌ
电压 方 程模 块
Ｂ
３ ． ２反 电动势模 块
由 图 ２的 反 电 动 势 波 形 ，结 合 Ｌ ｏ ｏ ｋ — ｕ ｐ Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ生 成 三 相绕 组 中的 反 电 动势 模 块 ，如 图 ３所 示 。
-
从而造成定
i
-
2
3
．
因 此 将 B L D CM 三 相 方
-
，
因为 d
q
方 程 适 用 于 气 隙磁
驾
场 为正 弦分 布 的 电动 机
量
．
。
所 以 直 接 利用 电动 机 原 有 的相 变
。
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●
(2 ) (3 )
(4 )
，
，
、
从 而 避 免 了在求取 Te 时分母 为零 造 成 积 分 器输 出错
，
组 自感
基于Matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法
基于Matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法摘要：基于matlab无刷直流电机系统仿真建模的新方法，是在对matlab无刷直流电机的数学模型剖析基础之上，从而提出matlab 无刷直流电机系统进行建模防真一种新方法。
老式的建模方式在机电当中性点电压与极对数是多级时候转子位置进行的计算略有不足之处，这导致对机电特性进行分析的时候容易出现偏差，推导了无刷直流电机当中包含中点电压的数学模型，对于多级数的转子电角度进行了计算分析，在老式模型基础上，使用matlab对无刷直流电机进行了建模，并且建立起了pid以及电流滞环的控制系统对于机电建立模型方法的可行性进行了验证。
这样的仿真模型当中速度环使用的是pid控制，而电流环使用的是电流滞环进行控制，仿真出来的结果证实了本文电机建立模型方式的准确性和正确性，同时也给尝试别的控制进行方法提供了依据，给进行实际单机控制系统的控制设计以及调试提供了参考和思路。
关键词：matlab；直流电机；系统建模；电流滞环；pid中图分类号：tm33伴随着社会经济的快速发展，电子科学技术也在不断进步，伴随着电子技术、新型的电机控制理论以及稀土等永磁材料的开发，永磁性无刷直流电机系统得到了广泛的应用。
永磁性无刷直流电机系统主要特点有体积小、性能高、结构简易、稳定性好以及输出转矩大等等。
永磁性无刷直流电机系统关注度也越来越高。
伴随无刷直流电机系统运用越来越广泛，对于电机系统控制要求也随之提高，但是这要考虑到成本的投入、控制计算合理、还有可控制性能高以及研发周期短。
对此怎么样建立高效的用磁性无刷直流电机系统的模型一时间成为了机电控制研发人员急切须要解决的问题，从而基于matlab无刷直流电机系统仿真建模新方法是具有十分重要的意义的。
1 如何进行matlab无刷直流电机系统仿真建模永磁性无刷直流电机系统在气隙当中所形成的磁场波形不一样，可以分成pmsm无刷直流电机与bldc无刷直流电机。
直流电动机串联电阻启动的matlab模型分析
直流电动机串联电阻启动的模型（计算+仿真）电动 参数如下：17,220,3000/min N N N P kw U V n r ===，电枢回路电阻0.087a R =Ω，电感0.0032a L H =,励磁回路电阻0.087F R =Ω,电动机的转动惯量20.76.J Kg m = 构建电路模型参数设置：1、0.087a R =Ω，0.0032a L H =2、0.087F R =Ω，励磁电感在恒定磁场控制时取0，即0F L H =3、互感af L ：首先电动势常数0.0708.min/N a N e NU R I C V r n -== 600.6762e e K C π== /0.676/1.210.56af e f L K I H ===(220/ 1.21f F I R A ==)4、20.76.J Kg m =采用ode45算法既可以得到仿真曲线从仿真图线上可以看出，直接启动时，启动电路达到2500A，这个值实在是太大了。
为了降低启动电流值，我们采用串联电阻的方式，而且，在这里要求启动过程中，电路要在100-200A之间变化。
1、启动时电路小于200A11 200NaUR R=-=Ω此时，我们在电路中先接入11 200NaUR R=-=Ω，看一下仿真曲线可以看到在3.5s的时候电流降到了100A，这时候转速达到了1500r/min2、这个时候需要降低电阻，降到多少呢，计算如下20.482200N e a U C n R R -=-=Ω。
这时候我们安排110.4820.518R =-=Ω，在0-3.5s 接入电路20.482R =Ω ，在0-10s 接入电路（暂定）可以看出大概在6s 的时候电路又来到了100A,转速2200r/min 计算： 30.32200N e a U C n R R -=-=Ω 这个时候我们安排110.4820.518R =-=Ω在0-3.5s 接入电路20.32R =Ω 在0-6s 接入电路30.4820.320.162R =-=Ω,在0-15s 接入电路大概在8s 的时候电流有到100A,转速2800r/min 这时候可以完全释放电阻了。
基于MATLAB／SIMULINK直流电机调速系统模糊控制的建模与仿真
式 中 ：Ｔ ＝Ｌ／ 为 电 枢 回 路 电 磁 时 问 ； Ｒ
Ｅ＝Ｃｎ为额 定励 磁下 电 动机 的反电动 势 ； ， 在零 初 始条件 下对 （ ）式进 行拉 氏变换 得 １
ＧＤ。 ２ ４ ＝２ ． ５；ＣⅣ一 ３ ／ ｏ ＰＩ＊ｅ
固定转 矩 为 ６ 。 ７ ３ １ 电机 模 型 的 实现 ．
（ ） 电机 数 学模 型 １ 额 定励直 流 电机 电枢 回路 电压 平衡 方程式 为 ：
Ｕ ｄ 。一 Ｅ — ＲＩ ｄ十 Ｉ ，
围 ３ 直流电机仿真模型
标 器 在 模 型 窗 口上 “ ”出所 需 的控 画
直 流 电机模 糊控制 系统结 构 图如图 １所示 。
图 １ 模 糊 控 制 直 流 电 机 系 统框 图
由 图 １可 见 ， 机 直 流 调 速 系 统 的 过 程 为 ： 测 速 电 由
发 电机输 出 电压 中取 出转速负 反馈 电压 ，与给定 电压 进 行 比较 得 到 的偏 差和 偏 差变 化率 送 给模 糊 控 制 器。 由模 糊控 能 器计算 出 电机控 制量 ，送给 电机 ，实 现 电
２ ＳＭＵ Ｉ Ｋ 下直流 调速 系统仿真 模型 的实现 Ｉ ＬＮ
计算 机仿 真技 术是 应用 电子 计算机 对研究 对象 的 数 学模 型进 行计 算 和分析 的方 法 。对 于从 事控 制系统 研究 与设 计 的技术 人员 而 言 ，ＭＡＴＩ Ｂ是 目前 控制 Ａ 系统 计算 机辅 助设计 实用 且有 救 的工具 。这不 仅是 因 为 它能解 决控 制论 中大量 存在 的矩 阵运算 问题 ，更 因 为它提供 了强 有力 的工 具箱 支持 。与控 制 系统直接 相 关 的工 具箱 有控制 系统 、系统 辨 识、信 息处 理、优化 等 还有 一些 先进 和流行 的控 制 策略工 具箱 ，如鲁棒 控 制 、ｕ 一分 析与 综台 、神经 网络 、模糊 预 测控 制 、非 线性 控 制设计 、模糊 逻辑 等 。 可以说 目前理论 界 和工 业 界 广 泛 应 用 和 研 究 的控 制 算 法 ，几 乎 都 可 以 在 ＭＡＴＩ ＡＢ中找到相 应的 工 具箱 。 同时 ，ＭＡＴ Ｉ ＡＢ软件 中还提供 了新 的控制 系统模 型输人与仿真工具 Ｓ ＭＵＩ ＮＫ，它具有构 造模型简单 、 Ｉ Ｉ 动态修改参数实现系统控制容易 、 界面友好 、 功能强大等 优点 ，成为动态建模与仿 真方面应用 最广泛的软件包之一。它可以利用 鼠
使用Matlab仿真斩波器-直流电动机驱动系统
2.1 用simpowersystems 模块模拟直流电动机驱动
系统
利用 “ 手动切换” 模块， 选择不同的 可以 速度
(1一 ar + e一一 (， e一 r e一一 a)r
1 一e 一 r
△ 1=生
a R
这里 a 是(斩波器) 工作周期，r 是斩波器周期
与直流电机 电气时间常数之 比:
给定值， 也可以选择使用不同的电机轴端负载转矩， 这便于在使用恒定值或者阶跃函数之间进行选择。 我们先把速度给定值设定为 120 /5 的恒定值，负载 r 转矩也维持 SN m 不变。
这 f 是 磁绕组 电 的 感。 流电 里La 励 一 枢间 互 直 机
产生的转矩正比于电枢电流 几 :
m T =价 a
这里K 是电机转矩常 。 T 直流电机转矩常 等
58} 气 嗽20 第 嚷 建 o7年 7期
研 究 与开 发
于电压常数:
犬 凡 忏
晶闸管 Th 由脉宽调制( w M) 信号触发，以 l P
厂 生
T |
土 一 .
图4
决 份 | 告
斩波器供电的直流电机驱动系统模型
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2。 第 气 术5 。 7期电 披 19 7年
研 究 与开 发
用“ 直流电机” 模块所模拟的直流电机包括两个 独立的部分: 电气部分和机械部分。 点击直流电机模
GTO 晶闸管所需的触发信号由滞后电流控制
器产生，后者保持电机电流与参考量的差在+h=2
研 究 与开发
使用 Ma l b 仿真斩波器一 t a 直流
电动机 驱 动系统
李英锋
( 河南神马尼龙化工有限责任公司，河南 平顶山 4 70 3 ) 6 1