直流双闭环调速系统工程设计软件

摘　　要

本文论述对直流双闭环调速系统工程设计软件的开发过程。对用VB程序怎样实现系统的设计过程作了深入的探讨。本文还论述了怎么样用仿真软件Matlab对所设计的结果进行仿真研究和分析。对本软件设计的直流双闭环调速系统进行仿真研究的结果表明：所设计的直流双闭环调速系统在理想空载起动过程中电流和转速波形接近于理想波形。电流超调和转速超调都能达到所期望的动态性能指标，具有良好的动态性能。

关键词：直流双闭环调速系统；工程设计软件；Matlab
 
ABSTRACT

This text discusses the process of design of DC pair closed-loop regulating speed system. Also , the statement of putting the system into practice with VB program language is gave. At the same time, this text state how to emulate and study the consequence with Matlab. According to the result of computer emulation,the DC pair closed-loop regulating speed system that designed by software, has nice dynamic simulated ability. The wave-forms of electric current and rotational speed are approximate to the ideal wave-form when the electric motor start without load.
Key words: DC pair closed-loop regulating speed system; software of engineering design; VB program; Matlab emulation
 
目　　录
第1章 绪 论 1
1.1任务背景 5
1.1.1概述 5
1.1.2直流双闭环系统介绍 5
1.2 研究与设计的手段与方法 6
1.2.1 设计思路 6
1.2.2 VB程序设计语言简介 7
1.2.3 Matlab 简介 8
第2章  系统的主体设计 10
2.1界面的设计 10
2.2设计的主体计算过程及其实现 14
2.2.1直流双闭环的系统结构 14
2.2.2 电流环的设计 16
2.2.3　转速环设计 19
2.3 本章小结 22
第3章  设计结果存储及数据库运用 24
3.1结果显示及结果存储 24
3.1.1结果显示 24
3.1.2结果存储 25
3.2数据库编程在设计过程中的运用 27
3.2.1 Access数据库和数据库程序设计简介 27
3.2.2数据库的应用 29
3.3 本章小结 32
第4章  设计结果的仿真和验证 33
4.１ Simulink简介 33
4.2 直流双闭环调速系统的仿真 34
4.2.1 直流双闭环调速系统模型的建立 34
4.2.2 波形分析与结果验证 36
4.3  本章小结 39
第5章  VB与MATLAB的集成技术 40
5.1 VB与Matlab的集成简介 40
5.2 Matlab与VB程序的接口 41
5.2.1用VB调用Matlab的基本思路 41
5.2.2 在VB中调用Matlab的具体方法 42
5.3 系统功能的实现 45
5.4 本章小结 46
结论 48
参考文献 49
致谢 50
 
第1章 绪 论
1.1任务背景
1.1.1概述
自7O年代以来，国内外在电气传动领域内，大量地采用了“晶闸管直流电动机调速”技术(简称KZ—D调速系统)。尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中KZ—D系统的应用量还是占有相当的比重 。在工程设计与理论学习过程中，会接触到大量关于调速控制系统的分析、综合与设计问题。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。
以计算机作为工具的计算和仿真技术能为各种不同的控制系统提供一种方便，灵活多变的“活的数学模型”，在这个“活的数学模型”上进行实验研究，不仅省钱，而且安全，周期短、见效快.鉴于上述优点，我们需要开发和研究既能够进行直流双闭环的系统设计，又能将设计结果进行系统仿真的软件，以方便工程设计和理论学习。
1.1.2直流双闭环系统介绍
直流电机双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后，*强烈的负反馈作用限制电流得冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中,我们希望在电机最大电流受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流（转矩）首相的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。
实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值得恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不在*电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用不同的阶段。