在我国很多的工业部门中，比如冶炼轧钢、采矿、纺织造纸业等依旧是直流 调速系统占主导地位，所以直流调速系统不仅在调速领域有着至关重要的地位， 而且与我们的生活是密不可分的。

1。2 研究意义

直流电动机有着自己的优点，其起动性能突出，制动性能强，而且直流电机 在宽范围内能够平滑调速，被广泛用于正反转的调速系统。近年来，即使研究的 重点依旧是交流调速技术，并且交流调速系统比直流调速系统拥有更大的适用范

围。但直流电动机拥有完善的理论以及实践基础，人们对直流电机的使用也更加 熟练，即使从交流电机的控制和使用方面来看，只有了解了直流电机的控制规律， 才能熟练操作交流电机。

在直流闭环调速系统中，系统是有负反馈的，是一个自我稳定系统，控制后 根据结果的反馈再去修正控制，使输出处于稳定状态。而双闭环调速系统拥有更 强的抗干扰性能，特别是抗电网电压扰动方面有了质的飞跃。双闭环的这种特性 归功于系统中的 PI 调节器，它能够消除负载转矩对稳态速降的扰动，使系统更 加趋向于稳定，并且还可以达成系统的转速稳态无静差，而研究的重点就是调节 器的设定。PWM 控制系统虽有造价昂贵的特点，但是对系统的控制精度高，同 时系统运行时运行电流稳定，也是值得研究的要点。论文网

因此无论是对于当代电机控制又或者是对于我们大学的学习来说，掌握直流 电机的控制理论是十分重要的。

1。3 论文结构

第一章主要介绍论文背景和意义。第二章介绍直流调速系统中单闭环直流调 速系统的结构和动静态性能，其次还介绍了双闭环直流调速系统的组成和动静态 分析，还分析了双闭环调速系统的起动过程的优点。第三章介绍 PWM 变换器的 类型和优点。第四章介绍 MATLAB 仿真软件和相应的直流调速系统仿真。

2 闭环直流调速系统

2。1 单闭环直流调速系统

2。1。1 问题的提出

要使得系统趋于稳定，理应要在系统中加一个反馈环节，使系统在无人操作 的情况下可以自主在干扰信号或系统参数的影响下调节参考输入量。利用晶闸管 相控整流器作为供电的调速系统，我们称之为 V-M 系统。那么依照前面的要求， 我们会在反馈环节加入一个测速发电机 TG 以消除转速偏差。由图 2-1 开环系统 机械特性和闭环系统静特性关系图可知，当系统中无转速反馈环节时，当负载电 流由 Id1 变为 Id2 时，转速由 A 变为 A’；但当系统有转速负反馈环节后，当负 载电流由 Id1 变为 Id2 时，转速由 A 变为 B。由于输出电压 Ud 平滑变化，可以 得知在系统有反馈环节的情况下，转速 n 基本保持不变。

开环系统机械特性和闭环系统静特性关系图

2。1。2 单闭环直流调速系统的组成

图 2-2 所示的是以晶闸管-电动机系统的原理框图，图中直流电机 M 为控制 对象，转速 n 为被调量，若要组成闭环调速系统，需添加测速发电机 TG 和电位 器来组成转速环节，反馈电压与给定电压相减的值为偏差电压，经放大器 A 放 大后产生相控电压并经过电力电子器件来控制电力电子器件输出电压，从而调节 电动机转速。因此我们称之为闭环直流调速系统。

V-M 系统原理框图

2。1。3 单闭环电压负反馈直流调速系统

在上述讨论中，我们得知转速负反馈系统中要有一个测速装置，不仅增加了 制作成本而且不便于系统的安装维护，那么此时我们可以采用电压负反馈系统来 实现控制，在对调速精度不高的系统中得到广泛应用。