MATLAB仿真：直流电机双闭环调速系统设计与特性分析

本文档深入探讨了基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的仿真技术。该研究由华北电力大学的张姓学生于2014年4月完成，针对直流电机的优良起动和制动性能，以及在电力拖动领域的广泛应用，设计了一种采用双闭环控制策略的直流电机控制系统。 系统的核心是电流检测环节与电流调节器（Current Controller）以及转速检测环节与转速调节器（Speed Regulator）。电流环负责通过电流元件的反馈来稳定电机的电流，确保其精确控制。另一方面，转速环则利用转速检测元件监测电机的实际转速，并通过调节器保持转速恒定，从而消除转速偏差，实现精细的电流和转速调节。 在起动阶段，由于转速外环可能因电机响应快速而出现饱和现象，电流内环发挥主导作用，通过设定最大起动电流，保证转速线性增长，迅速接近给定值。而在稳态运行时，转速负反馈外环成为主要调节手段，使得电机转速随转速给定电压的变化调整，电流内环则跟随外环动态调整电枢电流，以适应负载电流的需求，保证系统稳定运行。 作者利用MATLAB的Simulink工具对整个系统进行了数学建模和仿真，这不仅有助于理解双闭环调速系统的内部工作原理，还能通过仿真验证控制策略的有效性和性能优化潜力。此外，论文还涉及了脉宽调制（PWM）技术，这是直流电机调速系统中常见的控制方法，它通过精确控制电源的占空比来改变电机的电磁转矩，从而实现无级调速。 关键词包括直流电机、双闭环控制、PWM技术、转速调节器和电流调节器，这些词汇突出了文章的核心内容和研究重点。通过阅读这篇论文，读者可以了解到如何利用MATLAB这一强大的工具进行电力电子系统的设计与仿真，对于从事电力工程、控制理论或MATLAB应用的学生和工程师具有很高的参考价值。