基于MATLAB的直流电机速度控制仿真.doc
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基于MATLAB的直流电机速度控制仿真.doc
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密级:
科学技术学院
NANCHANGUNIVERSITYCOLLEGEOF
SCIENCEANDTECHNOLOGY
学士学位论文
THESISOFBACHELOR
(2012—2016年)
题目基于MATLAB的直流电机速度控制仿真
学科部:
信息学科部
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气122班
学号:
7022812072
学生姓名:
谢磊
指导教师:
万旻
起讫日期:
2015年12月至2016年5月31日
目 录
目 录 1
摘 要:
I
Abstract:
II
第一章 绪论 1
1.1 课题来源及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 研究目标及内容 1
1.3.1研究目标 1
1.3.2研究内容 1
第二章MATLAB介绍 2
2.1MATLAB简介 2
2.2MATLAB所蜕变的历史经过 2
2.3MATLAB的特点 2
2.4 控制系统仿真中常用的函数介绍 2
2.5Simulink的基本介绍 3
第三章直流电机速度控制系统的建模和仿真 4
3.1直流电机的工作原理 4
3.3直流电机速度控制仿真研究原理 5
第四章直流电机速度控制仿真介绍 6
4.1直流电机H桥关于H桥的驱动的设计 6
4.1.1、H桥驱动电路 6
4.1.2使能控制和方向逻辑 7
4.2直流电机速度控制仿真图 9
4.3仿真的模拟 9
4.4仿真的分析 12
第五章 总结与展望 13
参考文献 14
致谢 15
基于MATLAB的直流电动机速度控制的仿真
专业:
电气工程及其自动化学号:
7022812072学生姓名:
谢磊指导老师:
万旻
摘 要:
仿真对于控制系统的分析,验证,设计具有重大的意义,我们可以利用MATLAB编程和SIMULIN工具箱进行仿真,H桥驱动电路是为了直流电机的调速控制而设想的一种常见电路,它可以对直流电机的正反向驱动实现控制。
本文通过对H桥的波形比较分析研究,可以得到MATLAB的直流电机速度的变化
关键词:
直流电机,调速,H桥,MATLAB仿真
DcmotorspeedcontrolbasedonMATALBsimulation
Abstract:
Simulationfortheanalysisofthecontrolsystem,validation,thedesignisofgreatsignificance,wecanmakeuseofMATLABprogrammingandsimulationSIMULINtoolbox,Hbridgedrivingcircuitfordcmotorspeedcontrolandassumeacommoncircuit,itcanbetodrivecontrolofadcmotor.ThisarticlethroughtotheHbridgewaveformcomparisonanalysisresearch,youcangetthespeedofdcmotorintheMATLAB
Keywords:
dcmotor,Speedcontrol,Hbridge,TheMATLABsimulation
第一章 绪论
1.1 课题来源及意义
控制理论的研究对象是系统,从系统控制理论的角度,系统即为由彼此关联和互相制约各个"部分”所构成的具备一定功效的一个"团体”。
体系存在于自然界和人类社会的各个领域中。
直流调速意思是人工的或主动的转变z直流电机在工作是所旋转的效率,从而达到我们所需要的要求,经过转换电动机的参数或外加工电压,改变电机工作所需的要求,从而使电机在工作时运行的机械效率达到更高。
直流调速体系含备优秀的速率迅速的特质,平稳的运转速度,规模大,容易超过负荷,运行方式便于掌控,和优秀地起动和制动功能等,从而使直流调速系统更加的达到全自动化的要求,所以可以达到电力传输的要求,被电力传输系统大面积的引用,为了加强直流速度控制系统,一般为一个闭环调控系统的动态和静机能目标。
调速目标要达到不高的局面,行使一个简单的闭环体系,多闭环体系。
可以变成有差别的控制方法,根据反应速率和反应电流表现出电压的反应。
在双闭环系统,转速-电流双闭环使用较多。
普遍的表达于机器,炼金,金属切除机床等各种规模的自动化调速系统。
1.2 国内外发展现状
在现在,这个广泛运用电气控制的时代,能源传输,电机含备当今的出产和我们生涯中施展这非常重要地公用。
在工业制造中,出门运行,探索外太空,生活疗养,贸易和在我们日常上班所用的设备,或在生活中实用的电器,普遍的运用用着各类的电机。
根据专业人士统计得出,我国使用电机的人数达到了60%.可想而知,电机在我们的日常生活中,扮演这不可忽视的重要作用。
速率的控制系统是我们这个时代的电机的工作系统中的自主调度体系的利用最大的。
伴着如今的发展趋势,我们所需要的东西功能的要求越来越高,所以必须使生产的物品能够自己变化速率,在这个智能化系统控制的今天,电气系统已经进入了全自动化的时代。
在以前的生产过程中,太浪费体力和时间了,现在通过人机一体化,我们可以轻轻松松的完成生产,还提高了生产的可靠的地方,而且稳定。
这样既节约了时间,还提高了劳动的生产率,还提高了综合国力
因为这个体系的布局比较庞大,控制器可控数据比较的大,所以这个体系的计划和矫正比较复杂,必须要有一个效力广泛、剖析简易的仿真设计地点。
在MATLAB的Simulink发行以来,动态体系的仿真就变得十分简单了。
因为Simulink具备非常充足的专门给控制工程与系统计算的函数,含备丰富地数学估计功用,而且含有简便的图形的画制效用,只要在Simulink中画出体系的动态图形图模型,制作很单一的流程,便可以对该系统做仿真,效率很好,情况友善,进而提供这个体系的策划和纠正带来很大的便利。
Matlab在学术和很多现实规模都得到普遍利用,已经变成了全世界控制界应用最流行的语言和用具。
1.3 研究目标及内容
1.3.1 研究目标
使用matlab软件操控直流电机调速,而且可以利用仿真更直观的研究直流调速体系的机能
1.3.2研究内容:
设计一个直流电机控制系统,并对其进行仿真
1.3.3基本要求:
使用双极结晶体管(BJT)H桥对直流电机控制其转速。
DC电动机采用预置模型(5马力24V1750转),其中负载转矩与速度的平方成正比。
H桥由四个BJT/二极管对组成,两个晶体管同时切换:
Q1和Q4或Q2和Q3。
第二章MATLAB介绍
2.1MATLAB简介
MATLAB是一种计算机编程语言,命名为从实验室矩阵,初衷是处理矩阵方法的计算机所反映的参数,它可以处理数值的计算和比较,已经可以把他所反映的情况结合起来,使人看起来一目了然,还可以给大家提供许许多多的参数,所以其受到了大家的喜爱,适用范围也越来普及泛。
2.2MATLAB所蜕变的历史经过
MATLAB是美国的CleverMoler博士开发的一套集命令、科学计算于一身的交互式软件,在1984发行。
MATLAB提供了数据处理、图形绘制、图象处理以及方便的Windows编程等工具,所以它广泛应用在图像信号处理、自动控制、电力、生物医学工程、语音处理信号分析、雷达工程、振动理论、时序分析与建模、化学统计学、优化设计等领域,所以是深受广大科研和工程人员所欢迎的工具软件。
在70年代末,美国的CLERER博士,在开讲座时,想教他的门生利用EISPACK和LINPACK程序库,可是他察觉他的学生用FORTRAN制作接口程序用了很多的不必要的额时间,他聪明的给接口程序命名为MATLAB,更名为矩和实验)两个英文单词的前几个字母的结合,在这之后的之多年里,MATLAB得到了大家的广泛应用,尤其是在大学里,其更是作为教学的辅助工具供大家参考和使用
2.3MATLAB的特点
MATLAB向使用者展现出最直观,最简便的流程开发环境。
其主要特性有:
1、语言简洁,容易理解,使用简便,库函数以及运算方法种类多;2、MATLAB含备结构化的掌控语句(如While循环,when结构,if语句),另有面对目标编程的特点;3流程可变性强,限制不固定,自由想象结构很多,且可变动性很好;4、MATLAB图形功能以及工具箱功能很强大,而且源程序开放性好。
。
2.4 控制系统仿真中常用的函数介绍
这些传递函数,下面列出的是经常使用的编程方法的控制系统仿真的一些MATLAB函数。
G=t(NVM,den)
设立一个以前的函数量。
Nvm是分子项,DEG是分木量[NVM,den]=serceies(numc1,den1,num2,den2)
表示两个单输入单输出系统的传递函数G(s)和G2(s),串联。
[num,den]=feedback(den1,den2,den3num1,num2,sign)
表示利用系统将2个反馈链接起来从一般的方式看来,系统1四个反馈量,而系统2是1个反馈的模型器具。
表明,这2个系统是连接在一个反馈的方式,一般而言,系统1是一个对象,系统2是一个反馈控制器。
Sign使用请示体系2输出到系统1输入的衔接标记,sign一般为负值,就是sign=-1。
[Nvmcr,denc]=clooep(NFfjm,deng,sign)
闭环体统所有的连接方式一般与符号和系统意义相同。
它一般是作为一个单位量存在。
sysd=c2d(sryersc,Ts,’method’)
连续时间LTI系统模型转化为一个离散时间系统模型,和TS是采样周期。
sysc=d2c(sysd,’method’)
第5,6两个函数中的’method’表示转换是选用的变换方法,如其值为‘zoh’,表示对输入信号加零阶保持器;5,6两功能在“方法”表示转换转换方法的选择。
如果值是“普遍”,表示输入信号与零阶保持器;如为’foh’,表达对输入信号插入一阶保持器;例如’tustin’,可以采用双线性变换方式;等等。
2.5Simulink的基本介绍
Simulink是MATLAB中一个极其重要的组件之一,它可以为客户提供一个仿真综合分析的集成和、动态系统仿真建模的环境,并且能准确地分析和控制系统的复杂模型。
它具有两个十分明显的功能:
仿真和链接。
换而言之,它可以直接使用鼠标在窗口中手动画出自己所需要的系统控制模型,紧接着再利用MATLAB自带功能来对该控制系统进行仿真模拟。
这项创新是的原本十分复杂难懂的系统变得更容易输入。
Simulink的出现可以说是在MA
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- 关 键 词:
- 基于 MATLAB 直流电机 速度 控制 仿真