MATLAB仿真:直流电机调速系统与相控整流器模型

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本文档深入探讨了直流电机调速的MATLAB仿真,主要聚焦于相控整流器—电动机系统。首先,介绍了直流电机调速的基本方法,包括改变电枢电阻、减弱磁通和调节电枢电压,其中调压调速因其良好的转速稳定性和平滑性被广泛应用。 系统主要包括控制部分、可调直流电源(相控整流器)和直流电动机。在MATLAB的SIMULINK环境中,通过构建和模拟各个模块的传递函数来实现系统的动态仿真。相控整流器作为电压源,其输出直流平均电压Ud可通过控制电压Uc的调节来实现调速。尽管理论上 Ud 与 Uc 之间存在线性关系,但实际的晶闸管触发电路和整流器表现出非线性特性,因此需要在特定工作范围内近似处理。 计算放大系数Ks时,文章举例说明了控制电压范围和对应的整流电压范围,以确定Ks的值。晶闸管相控整流器的滞后环节特性也得以揭示,由于实际滞后时间Ts较短且难以精确测量,通常采用一阶惯性环节进行简化,用时间常数Ts和放大系数Ks来描述。 本文将深入探讨如何在MATLAB中设计和实现这个滞后环节的数学模型,以及如何将其与其他系统组件(如控制器)集成,形成完整的调速控制系统。通过仿真,能够测试和优化系统的性能,对于理解直流电机调速控制原理及其在实际应用中的行为具有重要意义。通过学习和实践,读者将能够掌握如何利用MATLAB进行直流电机调速的仿真分析,这对于电子工程师和控制系统设计者来说是一项实用技能。