1.导言
跟着社会经济的开展，直流电动机在理论和实践上愈加老练，例如双闭环调速体系具有极好的作业和操控功能，在工业生产中一直占有适当的份额。因为资金条件有限和本着研讨开发的情绪大多选用仿真来进行仿照。
现在在matlab软件仿真中，许多公式和参数核算往后都需求经过建模，本文直接把得到的参数经进程序运算，输入到所得到的的模型中，简化了程序，节省了很多的时刻，取得必定的经济效益，经过simulink仿真，使得模型更简明，本文首要介绍电源的挑选，操控电路的规划，ACR和ASR的参数规划、体系仿真完成剖析，经过满意必定的参数，完成电动机的作业，到达预期效果。
2.双闭环操控电路规划
2.1 转速调理器（ASR）的规划和电流调理器（ACR）的规划
选定额外转速nN 对应的转速给定电压，当在0~ 之间改动时，对应转速n在0~nN之间改动，一般可选 ，所以可选定转速检测系数。
转速调理器（ASR）的输出作为电流调理器（ACR）的输人给定信号，首要应选定ASR的输出限幅值，则关于电枢电流应有如下两式树立：
2.2 直流可调电源规划
电流调理器ACR的输出c U 是可调直流电源的输入值，首要选定ACR的输出操控限幅值， 对应于直流电源最大输出电压，稳态时有。依据直流电动机的稳态电压平衡方程：
U = E + RI = C n + RI ，为了确保额外转速nN时，直流电源仍能供给最大电枢电流 ，应满意下式，并留有必定裕量。
3.可逆操控的首要问题
无论是选用改动电枢电压的极性或改动励磁磁通的方历来改动直流电动机的转向，都需求其供电电源可以输出极性可变的直流电压。
根据PWM操控的H型可逆直流电源，其主电路拓扑结构与操控原理如图1-2所示，其主电路开关器材可选用IGBT、Power MOSFET以及智能功率模块IPM，常使用于中、小功率的可逆直流调速体系（如图1所示）。
图1-a绘出了H型可逆脉宽调速体系的根本原理图，由4个电力电子开关器材1 4 S ？ S和续流二极管构成桥式电路拓扑。H型可逆PWM变换器的操控方法有：双极式操控、单极式操控和受限单极式操控等。
现以双极式操控为例，阐明H型可逆PWM变换器的作业原理。
1）正向作业（此期间2S 和3 S 一直保持断开）第1阶段，在0 on ≤ t ≤ t 期间， 1 4 S和S 一起导通，电动机M的电枢两头接受电压+ d0 U ，电流d i 正向上升；第2阶段，在on t ≤ t ≤ T 期间， 1 4 S和S 断开， 续流，电动机M的电枢两头接受电压- ，电流下降；但因为均匀电压高于电动机的反电动势E，电动机正向电动作业，其波形如图1-b.
2）反向作业（在此期间1 4 S和S 一直保持断开）
第1阶段，在0 on ≤ t ≤ t 期间， S 2 和S3 断开，经过续流，电动机M的电枢两头接受电压+ ，电流- 沿反方向下降；第2阶段，在on t ≤ t ≤ T期间， S2 和S 3 一起导通，电动机M的电枢两头接受电压- ，电流- 沿反方向上升；因为均匀电压|- |高于电动机的反电动势|-E|，电动机反向电动作业，其波形如图1-c.改动两组开关器材导通的时刻，也就改动了电压脉冲的宽度。
假如on t 标明1 4 S和S 导通的时刻，开关周期T和占空比的界说和上面相同，则电动机电枢两头电压均匀值为：
假如令γ = 2ρ 1，调速时 的可调规模为0~1，-1 +1.由此，调理占空比，可取得可调的直流输出，以操控直流电动机转速。
（1）当>0.5时， 为正，电动机正转；
（2）当0.5时， 为负，电动机回转；。
（3）当=0.5时， =0，电动机中止。
因为电动机中止时电枢电压并不等于零，而是正负脉宽持平的交变脉冲电压，因而电流也是交变的。这个交变电流的均匀值为零，不发生均匀转矩，徒然增大电机的损耗，这是双极式操控的缺陷。但它也有优点，在电动机中止时仍有高频微振电流，然后消除了正、反向时的静磨擦死区，起着所谓“动力光滑”的效果。
4.操控电路的参数核算与规划
4.1 参数确认
直流电机：PN=5.5kw，UN=220V，IN=8A，nN=1490r/ min，电枢回路电阻R=0.8Ω，答应电流过载倍数λ=1.8，电磁时刻常数Tl=0.048s ， 机电时刻常数Tm=0.185s.
PWM调制参数：电源电阻： ，扩大倍数，时刻常数： ，开关频率： ， 电流反应滤波时刻常数，转速反应滤波时刻常数。给定电压最大值调理器限幅电压。
电流反应系数：
转速反应系数：
4.2 电流环操控器的规划
PI调理器使用份额部分能敏捷呼应操控效果，而用积分部分终究消除稳态误差。
别的，份额积分调理器仍是进步体系安稳性的校对设备，因而，它在调速体系和其它操控体系中取得了广泛的使用。
取电流调理器为PI调理器，将电流环规划成典型I型体系，则有传递函数电流环操控简图如图2所示。
4.3 转速环操控器的规划
关于转速外环而言，规划成典型I型体系之后的电流环仅仅一个被控目标环节。因而转速环规划的第一步是求出电流环的闭环传递函数。转速环被控目标中已经有了一个积分环节，为了完成转速盯梢操控无静差，转速调理器中应该包括一个积分环节。因而转速环一般规划成典型Ⅱ型体系，转速调理器规划成PI调理器。如图3所示。
按跟和顺抗干扰功能都较好的准则，选取中频段宽度为h= 5 ，则：
转速环开环增益：
5.仿真剖析
5.1 电流环的对数频率特性仿真及其剖析电流环为典型Ⅰ型体系，其传递函数为：
此体系为I型体系斜率分别为-20和-40.
因为其间频段大都是-20的斜率则此体系因为相角裕度大于0度其安稳性较好。而在高频段斜率为-40则其抗干扰才能较强。综上所述此体系适用于规划进程中。
5.2 转速环的对数频率特性仿真及其剖析
转速环为典型Ⅱ型体系，其传递函数为：
此体系为2阶体系。相角裕度大于0则此体系安稳。此体系可化为一个2阶的积分环节，此体系的精确度较高可是其快速性较差正合适咱们所规划的体系避免其发生过冲。
5.3 体系动态结构及其仿真
给定一个阶跃呼应电压，经过matlab软件树立仿真动态模型如图6所示。
如图7所示为转速电流双闭环调速体系的阶跃发动进程，图8中为转矩和电枢电流的改动，最终到达体系要求，契合参数要求。试验标明，观测到的波形与理论上波形相符，整个规划计划切实可行。
6.定论
本文提出了一种低容量可逆调速体系的规划计划，本计划所规划的低容量可逆调速体系首要是为了表现低容量可逆调速对电动机的操控，经过已知给定的参数核算和规划ACR以及ASR环节，选用PI调理，到达给定目标，算出各不知道参数，然后经过MATLAB软件进行仿真，剖析结果与数据，然后得出结果标明该计划完成契合参数要求，而且验证了双闭环调速体系比起单环体系更安稳，到达了体系所满意要求。
