前言

本文主要参考文献为：

阮毅，杨影，陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统

构建调速系统仿真平台的基本思想是得到系统各个环节的传递函数。使用的主要工具是MATLAB/Simulink平台。对于电力电子变换器主电路可以利用Simulink中Powesystem工具包实现。
控制系统的具体参数为：
型号为：z4-132-1，额定电压UN=400V\rm U_N=400VUN=400V，额定电流为IdN=52.2A\rm I_dN=52.2AIdN=52.2A，额定转速为：2610r/m\rm 2610 r/m2610r/m，允许过载倍数λ=1.5\rm\lambda=1.5λ=1.5。反电动势系数Ce=0.1459V⋅min/r\rm C_e=0.1459V\cdot min/rCe=0.1459V⋅min/r。PWM变换器开关频率为8kHz。放大系数为Ks=538/5=107.6\rm K_s=538/5=107.6Ks=538/5=107.6电枢回路的总电阻为：0.368 Ω。电枢电路电磁时间常数为：Tl=0.0144s\rm T_l=0.0144sTl=0.0144s。电力拖动系统时间常数Tm=0.18s\rm T_m=0.18 sTm=0.18s。转速反馈系数为：α=0.00383V⋅min/r=UN∗/nN\rm \alpha=0.00383V\cdot min/r=U_N^*/n_Nα=0.00383V⋅min/r=UN∗/nN。给定额定输入电压为UN∗=10V\rm U_N^*=10VUN∗=10V。

系统总体实现

系统共分成五个部分：

转速给定
速度调节器
PWM模块
H桥驱动电路
电动机

其中直流电动机的建模可以参阅博客(运动控制第一篇之直流电动机建模)。
总体模型如下图所示

电压给定是在0时刻触发的阶跃信号，阶跃信号的幅值为10。具体参数如下图：

PI控制器

控制器和控制器中的积分器都有限幅，限幅值为5。控制器的参数还可以根据实际情况继续优化。图中显示的参数只是一个参考值。

PWM模块

Repeating Sequence是一个周期为8kHz的三角波，其变化范围为-5到+5。
Relay是继电器模块。即当其输入值小于等于0时，其输出为0。当其输入值大于0，其输出值为1。
Data Type Conversion 是一个类型转换模块，将继电器输出转换为boolean型。
这样就产生了一个PWM波。并将PWM信号转换成4路信号，用于控制H桥的4个开关。

H桥模块

上图，全桥电路的原理图如下所示：

电动机模块

实验结果

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