双闭环直流调速系统设计与仿真：理论建模与性能验证

本文主要探讨的是双闭环可逆直流脉宽调速系统的详细设计和仿真过程。首先，作者从直流电动机的基本工作原理出发，阐述了直流调速系统在电气传动领域的广泛应用，特别是在调速范围广、精度高、动态性能优越以及易于控制方面的优势。系统的核心是双闭环结构，它通过两个独立的控制环路，一个负责速度控制，另一个负责电流控制，以实现更精确、稳定的电机转速控制。 作者构建了双闭环直流调速系统的数学模型，包括电动机的动态模型和控制系统的传递函数。通过理论分析，深入剖析了该系统的工作原理，特别是其静态特性（如稳态响应）和动态特性（如瞬态响应、稳定性分析）。在这个过程中，采用了自动控制理论来指导参数的选择和计算，确保了系统的有效性。 为了验证理论设计，作者利用Simulink进行了广泛的仿真，通过不同的输入参数设定，观察和评估了系统的性能。这些仿真结果为实际参数整定提供了科学依据，使得设计更加优化。设计阶段，作者还实现了系统的硬件部分，包括主电路、反馈电路、触发电路和控制电路的详细设计与实现，确保了系统在实际应用中的稳定性和可靠性。 实验部分，作者通过搭建的实验平台对双闭环直流调速系统的性能进行了实际测试，结果显示系统在静态和动态性能方面均达到预期，证明了设计目标的成功实现。此外，还借助MATLAB的控制工具箱和SIMULINK进行了计算机辅助设计和动态数字仿真，通过查看仿真波形，进一步确认了设计的调速系统在计算机环境下的可行性。 本文不仅涵盖了双闭环直流调速系统的基础理论，还包括了实际设计、仿真分析和实验验证的全过程，为直流电机调速技术的研究提供了一个完整的案例，展示了作者扎实的理论功底和实践能力。