PWM逆变器双闭环控制的仿真研究
V-M双闭环直流调速系统建模与仿真
目录摘要 (2)1方案论证 (3)1.1调速系统组成原理分析 (3)1. 2稳态结构图分析 (4)1.3调节器作用 (5)1.3.1转速调节器作用 (5)1.3.2电流调节器作用 (5)1. 4 V-M系统分析 (6)2系统设计 (6)2.1电流调节器的设计 (6)2.1.1确定时间常数 (6)2.1.2选择电流调节器结构 (7)2.1.3计算电流调节器参数 (7)2.1.4校验近似条件 (8)2.1.5 计算调节器电阻和电容 (8)2.2转速调节器的设计 (9)2.2.1确定时间常数 (9)2.2.2选择转速调节器结构 (10)2.2.3计算转速调节器参数 (10)2.2.4检验近似条件 (10)2.2.5校核转速超调量 (11)2.2.6计算调节器电阻和电容 (11)3仿真 (12)3.1系统仿真框图 (12)3.2仿真模型的建立 (12)3.3.1空载时仿真图形 (13)3.3.2满载时仿真波形 (14)3.3.3空载起动后受到扰动时仿真图形 (15)4电气原理总图 (15)5总结与体会 (17)参考文献 (18)摘要转速、电流双闭环调速系统(简称双闭环调速系统)是由单闭环调速系统发展而来的。
单闭环调速系统可以实现转速调节无静差，但单闭环调速系统中用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器动态参数的调整，而用两个调节器分别调节转速和电流，构成转速、电流双闭环调速系统，则可以获得近似理想的过渡过程。
双闭环直流调速系统具有良好的稳态和动态性能，它已经成为应用非常广泛的一种调速系统。
在该系统中，为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入、输出限幅电路PI调节器，且转速与电流都采用负反馈闭环。
由于调整系统的主要参量为转速，故将转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可以抑制电网电压扰动对转速的影响。
在双闭环直流调速系统中设置了两个调节器，转速调节器的输出当作电流调节器的输入，电流调节器的输出控制晶闸管整流器的触发装置。
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仿真目录目录 (1)中英文摘要 (2)摘要 (2)Abstract (2)正文 (3)双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计 (3)设计分析 (3)主电路设计 (8)电流调节器参数计算 (9)信号产生电路 (11)GTR驱动电路原理 (12)辅助回路设计 (13)转速给定电路设计 (13)转速检测设计 (14)MATLAB仿真设计 (15)双闭环调速系统仿真框图 (15)仿真结果 (15)结果分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)中英文摘要摘要直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好，且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、机械制造、轻工业等工业部门中得到广泛应用。
直流时机转速的控制方法可以分为两类，即励磁控制法与电枢电压控制法。
本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。
长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单等特点，一直在传动领域占有统治地位。
本文对双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调整系统原理出发，逐步建立了闭环直流PWM调整系统的模型。
AbstractWith dc motor speed control is easy, rev, braking performance is good, smooth and in wide range speed adjustment characteristics in metallurgy, machinery manufacturing, light industry, etc. Is widely used in the industrial sector. The rotational speed of dc timing control method can be divided into two categories, namely excitation control method with the armature voltage control method. This paper mainly studies the dc speed regulation system, it mainly consists of three parts, including parts, power control, direct current motor. For a long time, the dc motor because of its adjustment speed is more flexible, simple method and so on, have been occupied dominant position in the field of transmission.In this paper, the double closed-loop irreversible dc PWM speed regulating system, a further study from the principle of dc adjusting system, gradually establish a closed-loop dc PWM adjustment model of the system.正文双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计设计分析双闭环调整系统的传动系统结构图直流PWM控制系统是直流脉宽调制式调速控制系统的简称，与晶闸管直流调速系统的区别在于用直流PWM变换器取代了晶闸管变流装置，作为系统的功率驱动器，系统构成原理图如下所示：直流PWM传动系统结构图其中属于脉宽调制调速系统主要由调制波发生器GM、脉宽调制器UPM、逻辑延时环节DLD和电力晶体管基极的驱动器GD和脉宽调制（PWM）变换器组成。
三相PWM逆变器新型双闭环控制策略研究
三相PWM逆变器新型双闭环控制策略研究作者：索亚楠张武罗心宇喻景康来源：《科技视界》2015年第07期【摘要】随着逆变器在众多领域越来越重要，而传统的电压电流双闭环控制波形质量和响应速度不高，因此本文对传统方法进行改进，提出了一种新型控制方法，即不需要电感L准确值的电流解耦控制和采用模糊算法设计电压环来实现对输出电压控的稳定控制。
并用MATLAB SIMLIMNK进行仿真建模，实验结果表明此控制策略电压输出波形比较稳定。
【关键词】PWM逆变;无电感;电压模糊控制Resarch on New Double Closed-Loop Controlling Strategy Based on Three-Phase PWM Inverter SUO Ya-nan ZHANG Wu LUO Xin-yu YU Jing-kang【Abstract】With inverter is more and more important in many areas， the traditional voltage current double closed loop control waveform quality and speed of response is not high， so to improve the traditional method， this paper proposes a new control method， which does not need the inductance L accurate value of current decoupling control and fuzzy algorithm design voltage loop to achieve the stability control of the output voltage control. With MATLAB SIMLIMNK simulation modeling， experiment results show that the control strategy of voltage output waveform is stable.【Key words】PWM inverter; Without inductance; Fuzzy of voltage controll0 引言鉴于逆变器在光伏发电等新能源领域的重要性，逆变器输出稳定的电压电流波形称为人们研究的重点。
双闭环直流可逆调速系统建模与仿真
V-M双闭环直流可逆调速系统建模与仿真1 设计任务与分析有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
本设计是V-M 双闭环直流可逆调速系统建模与仿真，主要包括可逆部分和双闭环直流调速部分。
可逆部分可以由两组晶闸管可控整流装置反并联实现，通过控制电路和触发电路来实现整流与逆变的转换。
而设计要求调速系统能进行平滑的速度调节，具有较宽的调速范围（D≥ 10），系统在工作范围内能稳定工作，系统静特性良好，动态性能指标要求转速超调量δn< 10%，电流超调量δi< 5%，动态速降Δn≤ 10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）t s≤ 1s ，系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续，这些可以按双闭环直流调速部分的知识设计电流调节器和转速调节器来实现。
转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的直流调速系统，采用转速、电流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。
转速、电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，所以掌握直流双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。
针对本设计的仿真，应用软件MATLAB的Simulink 软件包，Simulink 是实现动态系统建模，仿真的一个集成环境。
它使MATLAB的功能得到进一步扩展。
它提供的丰富功能块，可以迅速的创建动态系统模型；实现了可是换建模，用户可以通过简单的鼠标操作建立直观模型进行仿真；实现了多工作环境间文件互用和数据交换。
使用MATLAB中的Simulink任务，根据各个环节的函数模型，建立数学仿真模型，进行系统仿真。
本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计，其中包括绘制该调速系统的原理图，对调节器进行工程设计，选择调节器的参数等。
要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解，弄清楚调速系统每个组成部分的作用，弄清楚转速环和电流环的工作原理，合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计并进行仿真。
双闭环PWM逆变器的MATLAB仿真
３主 要结 论及支 护建 议
采用 Ｃ Ｏ ＭＳ Ｏ Ｌ Ｍ ｕ ｌ ｔ ｉ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ 高级数值仿 真软件建立数值模型 ， 对 ３ ． １巷道围岩进行合理及时的锚杆支护后 ， 围岩应力状态将由单向 锚杆对巷道的支护作用进行数值模拟。 模型尺寸取为 ３ ０ ｍ＊ ２ ５ ｍ ， ： ￣道尺 或者二向转变为三 向应力状态。锚杆群作用于围岩形成内部支护结构 寸为 ４ ｘ ３ ｒ ｎ ’ 顶板和两帮锚杆长度为 ２ ． ０ ｍ。边界条件为模型的左右边界 并且在锚杆长度 的一定范围内形成一定承载能力。 施加辊支承 ， 模 型底部施加 固定约束 ， 模型的上表面施加均布载荷 ， 按 ３ ． ２若顺槽开挖后能够得到及时有效合理的的锚杆支护 ， 围岩与锚 埋深 ４ ０ ０ ｍ计算， 边界载荷为 １ ８ ． ９ ＭＰ ａ 。 杆群共同作用 ，随着围岩变形量增加 ，巷道围岩内部的围压将变得很 表 １模型层位表 高， 因此围岩强度降低 的幅度会变小 ， 甚至强度还会有所增加 。 ３ ． ３可以通过改变锚杆锚索的技术参数 ， 来使围岩强度得到有效的 岩性 细砂 岩 煤 煤 页岩 细砂岩 员岩 细 砂岩 提高。使用具有大延伸量 、 高预紧力的锚杆锚索 ， 能够有效的提高巷道 （ 由底至顶） 围岩的稳定性； 对巷道最薄弱部位底角及两帮进行加强支护， 提高其残 厚度（ ｍ） ４ ４ ３ ４ ９ ３ 余强度 ， 增强巷道围岩的整体稳定陛。 ３ ． ４锚杆支护的重点所在是能否与围岩形成内音 潴 构。 该结构的强 设定模型巷道两帮布置三根锚杆 ， 分别对顶部布置 ３根锚杆（ 间排 度和范围 直接影响着支撑能力 。 在巷道 围 岩受到恒定的单 向强度应力 距１ ． ５ ｍ） 和两根锚索（ 间排距 ｌ ｍ） ； 帮锚杆布置 ３ 根锚杆（ 间排距 ０ ． ８ ｍ） 。 时， 单根锚杆的工作阻力参数直接影响着围岩强度 ， 内部结构的强度与 设定锚杆长度为 ２ ｍ， 直径为 ０ ． ０ ２ ｍ， 锚索长度为 ３ ． ５ ｍ， 直径为 ０ ． ０ １ ｍ。 锚杆轴 向上所受的挤压力成正 比；锚杆群的技术参数决定了此结构的 ２ ． ２模拟结果分析 厚度 ， 即锚杆越长减排距越小， 内部支护结构越厚。 得出巷道在锚杆支护作用下的应力分布云图如 图 ２ 。如图 ２ ， 空白 ３ ． ５可以通过提高锚杆长度的中部位置的工作阻力来增强支护强 部分为刚刚开掘的巷道 ， 黑色线段为锚杆锚索。颜色越偏红色， 说明应 度。建 曾 加锚汗＝ 有效长度， 提高锚杆锚杆抗拉强度， 采用全长锚 固。 参考 文献 力值越高。从图中可以看出， 应力的集中点 ， 为巷帮锚杆的 １ ／ ３ 左右处 。 巷道围岩采取合理的、 及时的锚杆支护时 ， 巷道围岩应力会发生重新分 ｆ １ １ 张益 东， 李晋平． 综放锚杆支护巷道顶煤 内部支护结构承载能力探讨 布，进而产生一定量的变形 ，在与锚杆群所形成的内部结构共同作用 叨． 煤炭 学抿 １ ９ ９ ９ ， ２ ４ ． ２ 喉 朝炯． 煤巷锚杆支护口 ． 徐州： 中国矿业大学出版社， １ ９ ９ ９ ． 下 ，巷道围岩内部的围压将变得很高 ，因此围岩强度降低的幅度会变 ｆ
SPWM波控制逆变器双闭环PID调节器的建模与仿真
SPWM波控制逆变器双闭环PID调节器的建模与仿真随着电力行业的快速发展，逆变器的应用越来越广泛，逆变器的好坏会直接影响整个系统的逆变性能和带载能力。
逆变器的控制目标是提高逆变器输出电压的稳态和动态性能，稳态性能主要是指输出电压的稳态精度和提高带不平衡负载的能力；动态性能主要是指输出电压的THD(Total Hannonic Distortion) 和负载突变时的动态响应水平。
在这些指标中对输出电压的THD 要求比较高，对于三相逆变器，一般要求阻性负载满载时THD 小于2%,非线性满载(整流性负载)的THD 小于5%.这些指标与逆变器的控制策略息息相关。
文中主要介绍如何建立电压双环SPWM 逆变器的数学模型，并采用电压有效值外环和电压瞬时值内环进行控制。
针对UPS 单模块10 kVA 单相电压型SPWM 逆变器进行建模仿真。
通过仿真，验证了控制思路的正确性以及存该控制策略下的逆变器所具有的鲁棒性强，动态响应快，THD 低等优点。
并以仿真为先导，将其思想移植到具体开发中，达到预期效果。
1 三电平逆变器单相控制模型的建立带LC 滤波器的单相逆变器的主电路结构如图1 所示。
图1 中L 为输出滤波电感，C 为滤波电容，T1,T2,T3,T4 分别是用来驱动IGBT 的三电平的SPWM 波，U0 为输出负载两端的电压。
在建立控制系统的仿真模型时，需要采集负载两端的电压与实际要求的电乐值做比较，然后通过调节器可以得到所需要调节的值。
在此仿真模型中，驱动波形采用的是三电平的SPWM 波形，具体的产生原理在这不做详细描述。
在Matlah 的Simlink 库中SPWM 波的产生如图2 所示，这里调制比设为0.8。
图1 三电平逆变器单相主电路图2 四相SPWM 产生电路。
基于双环控制的PWM 逆变器的研究
图 2 带负载前馈的电感电流内环 电压外环控制系统方框图
( ) ) 根据图 ( ) 可推 导 出 电 感 电 流 内 环 的 开 环 和 闭 环 ! 传递函数 :
3 控制系统极点配置与性能分析
假设电压 、 电流调节器分别为 :
k $ i )= k G s v( $ p+ s k ! i )= k G s i( ! p+ s 经计算得知整个系统的闭环特征方程为 :
$ ( ) & u $ L C S! +r C S +$ 由于这里的等 效 电 阻 r 很 小 , 则逆变器可以近似
压外环电流内环的双环控制方案是高性能逆变电源的
!] 发展方向之一 [ , 双环控制方案的电流内环扩大逆变
u " =
器控制系统的带宽 , 使得逆变器动态响应加快 , 非线性 负载适应能力加强 , 输出电压的谐波含量减小 。
系统的控制器参数按 常 规 方 法 设 计 , 需考虑两个调节 器之间的响应速度 、 频 带 宽 度 的 相 互 影 响 与 协 调 , 控 制器设计步骤复杂 , 还需要反复试凑验证 ; 采用极点配 置方法大大简化了设 计 过 程 , 同时能满足高性能指标 要求 , 这种设计方 法 具 有 明 显 的 优 越 性 。 对 于 这 样 的 高阶系统 , 为了得到所需要的动态性能和稳定性能 , 我 们的处理方法是 : 将其中两个极点配置为一对共轭极 点, 另外两个极点配置在距虚轴很远的地方 。 假设四阶 双 环 控 制 系 统 的 希 望 闭 环 主 导 极 点 为
+] 电 流i 所 以 抗 输 出 扰 动 性 能 比 较 差[ 。为 "的 突 变 ,
$+k r C +C k k! i! ! $ p & p +C + )=s D( s s + s + L C L C
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。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。