直流有刷电机模型+三闭环控制+SIMULINK

1.直流有刷电机三闭环控制-模型1

(1)工程设计法整定三环参数,位置环P(加前馈),速度环PI,电流环PI

(2)自建PWM脉冲发生模块,输入可选择为可变的占空比/电压

(3)采用双极性PWM调制,搭建H桥

(4)根据数学模型,自建直流有刷电机模型

(5)附带仿真所参考的文档

2.直流有刷电机三闭环控制-模型2

(1)工程设计法整定三环参数,位置环P(加前馈),速度环PI,电流环PI

(2)采用SIMULINK自带的可控电压源模块

(3)采用SIMULINK自带的H桥

(4)采用SIMULINK自带的直流有刷电机模型

(5)附带仿真所参考的文档

3.资料包括

(1)直流有刷电机三闭环控制-模型1+直流有刷电机三闭环控制-模型2

(2)仿真所参考的文档

(3)有偿

### 关于Simulink中实现直流有刷电机闭环控制的方法 在Simulink环境中,可以通过构建合适的控制系统来实现直流有刷电机的闭环控制。通常情况下,这种控制系统的结构包括以下几个部分:电流环、速度环以及位置环[^2]。对于仅关注电流环的情况,可以利用一阶惯性环节模型 \( G(s) = \frac{K_a}{1 + sT_a} \),其中 \( K_a = \frac{1}{R_m} \), \( T_a = \frac{L_m}{R_m} \)[^2] 来描述电机内部动态特性。 #### 控制系统设计流程 为了更好地理解如何在Simulink中实现直流有刷电机的闭环控制,以下是具体的设计方法: 1. **建立电机模型** 利用Simulink中的内置模块(如Simscape Electrical库中的DC Motor模块)或者手动创建基于电路方程的电机模型。此模型应考虑电机绕组电阻\( R_m \) 和电感\( L_m \) 的影响。 2. **定义控制器参数** 对于电流环路,采用比例积分(PI)控制器是一种常见做法。其目的是使实际电流快速跟随给定参考值并消除稳态误差。假设目标是让电机运行在一个特定的工作点,则需调整PI增益以满足性能需求[^1]。 3. **配置PWM发生器** PWM信号作为输入施加到H桥功率级上,从而调节供给至电机的平均电压水平。这一步骤可通过Simulink自带的功能块完成,比如`Pulse Width Modulation (PWM)`模块[^3]。 4. **验证仿真结果** 设置初始条件后执行仿真试验,观察输出响应是否符合预期行为模式。例如,在零速启动条件下,瞬时峰值电流应当显著高于稳定运转期间维持恒定转矩所需的数值;而在达到设定转速之后,电流应回落到较低范围内的某个固定值附近波动。 5. **优化整体表现** 如果发现某些方面未达理想效果,则可能需要重新审视各个环节间的相互作用关系,并据此作出相应改进措施直至满意为止。 ```matlab % MATLAB脚本用于加载预设好的SIMULINK项目文件 open_system('dc_brush_motor_control.slx'); set_param(gcs,'SimulationCommand','update'); % 更新模型属性以便查看最新改动 simout = sim(gcs); % 开始模拟并将数据存储起来供后续分析使用 plot(simout.tout,simout.yout.Current); title('Motor Current Response Over Time'); xlabel('Time [s]'); ylabel('Current [A]'); grid on; ``` 上述代码片段展示了怎样打开预先准备完毕的Simulink工程文档并通过编程方式调用它来进行自动化测试评估的过程。 ---
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