電力拖動課程設計

作 者 段發鑫

系 (院) 信息工程學院

專 業 電氣工程及其自動化

年 級 2010級

學 號 K031041513

指導教師 耿東山

日 期 2013.5.5

基于MATLAB的數字PID直流電機調速系統

摘 要：

本文主要研究了直流電機的數學模型、直流電動機調速系統工作原理、電機調速系統的常規PID控制器的設計方法及其參數的常規控制原理。通過MATLAB來仿真PID控制器的參數對控制性能的影響，來進一步研究數字PID控制器的設計方法及其在直流調速系統的的應用。

關鍵詞：直流電機；；

Abstract

This text mainly studied the design method of the controller of routine PID of the mathematical models, the continuous current motor velocity modulation system operate priniple, dynamo velocity modulation system of continuous current dynamo and the routine control of its parameter priniple.Pass MATLAB to imitate the parameter of true PID controller's impact for control performance, come to further search figure PID the design method of the controller and it is in the d.c. velocity modulation system of of application.

Key words：Continuouscurrent dynamo;The system of continuous current motor velocity modulation;PID;MATLAB;Figure PID;大致應用了“通電導體在磁場中受力的作用”的原理，勵磁線圈兩個端線同有相反方向的電流，使整個線圈產生繞軸的扭力，使線圈轉動要使電樞受到一個方向不變的電磁，關鍵在于：當線圈邊在不同極性的磁極下，如何將流過線圈中的電流方向及時地加以變換， 即進行所謂“換向”。為此必須增添一個叫做的裝置，換向器配合電刷可保證每個極下線圈邊中電流始終是一個方向，就可以使電動機能連續的旋轉,這就是直流電動機的工作原理—a—b—c—d—B刷。ia與磁場相互作用，產生電磁力f,方向根據左手定則確定，如圖b所示，作用在電樞圓周切線方向的電磁力f將產生電磁轉矩Tem,方向為逆時針。當電磁轉矩Tem大于負載轉矩T2和空載轉矩T0之和時，在電磁轉矩Tem下，電樞以n速度按逆時針方向旋轉，同時，轉動的電樞繞組切割恒定磁場，感應電動勢e,方向按右手定則確定，與ia正好相反。轉過180度的位置后，由于電刷A通過換向片仍與處在N極下的元件邊相連，所以從空間上看，ia的方向不變，即從A刷-d-c-b-a-B刷，電磁轉矩Tem仍是逆時針方向，因此n也不變，但是ia相對元件abcd來說，已經改變了方向，所以直流電動機在運行時有一下幾個特點：

(a)①電刷間外施電壓U和外電流I均為直流，通過換向片和電刷的作用，在每個電樞線圈內流動的電流ia變成了交流，同時產生的感應電動勢e也是交流。

②元件內的感應電動勢e和電流ia的方向相反，所以稱e為反電動勢。

③某一固定的電刷只與處在一定極性磁極下的導體相連接，由于處在一定機性下的導體電動勢和電流的方向是不變的，因此，由電樞電流所產生的磁場在空間也是基本上固定不變的。

④電磁轉矩Tem起驅動作用，也就是n與Tem同方向，所以只要電動機外部持續不斷的供給電能，電動機就有持續不斷的電磁轉矩Tem去驅動生產機械或設備。然而，只有一個元件的電動機，其所產生的電磁轉矩是脈動的。所以實際電動機中在圓周表面均勻開有較多的槽，槽內嵌放著相當多的元件，使所得的電磁轉矩基本上保持不變。

3 直流電機的數學模型及參數

3.1數學模型

直流電機的數學模型計算是直流調速系統設計的

總結

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