图 2-1 开环系统机械特性和闭环系统静特性关系图 3

图 2-2 V-M 系统原理框图 4

图 2-3 调速系统启动过程的电流和转速波形 5

图 2-4 转速、电流双闭环直流调速系统原理框图 6

图 2-5 双闭环直流调速系统的稳态结构图 7

图 2-6 双闭环直流系统的静特性 7

图 2-7 双闭环直流调速系统动态结构图 8

图 2-8 双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流的波形 9

图 3-1 可逆 PWM 变换器 13

图 3-2 双极式 PWM 变换器电压及电流波形 14

图 3-3 简单的不可逆 PWM 变换器电路 15

图 3-4 具有制动作用的不可逆 PWM 变换电路 16

图 4-1 MATLAB 仿真界面 19

图 4-2 双闭环直流调速系统仿真模型 21

图 4-3 双闭环直流调速系统仿真结果 22

表清单

表序号 表名称 页码

表 4-1 MATLAB 常用工具箱 18

1 绪论

1。1 研究背景

随着电力电子技术的高速发展，在 20 世纪 70 年代人们发明了静止式变频器， 异步电动机在生产活动中越来越受到重用。但我们仍不能否认直流电动机在我们 的生活工作中扮演着重要角色。

我们通常把变压调速作为直流调速系统的主要调速方法，而变压调速一直是 研究的重点。并且随着电力电子技术理论的完善，可控直流电源被定义为两种， 第一种是相控整流器，把交流电源整流为直流并对其直接进行控制；第二类是 PWM 变换器，以面积等效原理为依据对输出电压进行控制。同时，我们还可以 通过反馈控制来调节系统的性能。

直流电机调速在三十多年来不断发展进步，首先是整流器的换代，代表着先 进技术的晶闸管整流技术以一种全新的姿态代替了我们已经应用了很久的其他 整流技术，晶闸管整流器取代了水银整流器装置并在 20 世纪 60 年代得到广泛应

用；在 20 世纪 70 年代，单片机由于其出众的性能，被广泛的应用于制作电机调 速系统中最重要的部分—控制器。恰恰是由于单片机的应用，电机的速度控制系 统，特别是性能方面有了很大的提高。与此同时，微机也开始出现，并且由于其 出众的性能使之频繁的被用于完成各式各样的控制系统；自 80 年代中后期起， 伴随着数字化控制这一理念，数字化调速装置不断的被世界各大电气公司所研 发。极其高的精度、优良的控制性能加上无可比拟的抗干扰能力为数字化直流调 速装置在控制平台占领了一席之地；与此同时，电力电子技术的发展使得全控型 电力电子器件组成的直流 PWM 调速系统在现代也有取代晶闸管整理控制系统 的趋势。