H桥直流调速系统设计与实验：双闭环控制

"直流电机调速系统，H桥可逆，双闭环控制，PI调节，PWM，工程设计法，电流环，转速环，Matlab仿真，性能测试" 本文是关于H桥可逆直流调速系统设计的一个项目报告，由燕山大学的应用电子6组完成，指导教师为王立乔。报告详细介绍了双闭环调速控制系统的设计，特别是采用PI调节器的静态性能优化和PWM变换器的应用。直流电机因其调速特性广泛应用于多个领域，而H桥可逆调速系统因其结构简单、效率高而备受青睐。 1. 调速系统性能指标规划 调速系统的性能目标是实现无静差运行，这可以通过引入PI控制器来实现。PI控制器结合比例和积分作用，能够有效地消除稳态误差，确保系统的静态精度。 1. 控制系统数学模型 报告提到了双闭环控制系统的静态数学模型，包括电流内环和转速外环。这种模型有助于理解系统动态响应并优化参数设定。 1. 工程设计法参数及优化 在设计过程中，首先对调节器的参数进行了整定，然后分别设计了电流环和转速环。电流环主要关注电流的稳定性和快速响应，而转速环则关注速度的精确控制。 2. H桥可逆直流调速系统总体方案 系统方案涵盖了电源设计、可逆H桥主电路、PWM产生电路、光耦隔离和死区设置等关键部分。PWM技术用于调节直流电机的速度，通过改变电压脉冲的宽度来调整电机的平均电枢电压。 3. 实验过程 实验阶段包含了参数仿真记录、实物制作和性能测试。通过Matlab仿真分析，选取了合适的参数，实现了理想的仿真波形。实物制作阶段验证了理论设计的可行性，性能测试则提供了实际运行的数据，以评估系统性能。 4. 结论 实验结果显示，所设计的系统满足了性能指标，具有良好的静动态性能。同时，报告还总结了工作进度和设计心得，强调了双闭环系统相对于单闭环的优势。 这个项目展示了如何综合运用理论知识和实践操作来设计和实现一个复杂的电气控制系统，对于理解和应用直流电机调速技术具有重要的教学价值。