基于MATLAB/Simulink的双闭环直流调速系统设计与仿真平台

资 源 简 介

本项目通过MATLAB/Simulink搭建双闭环直流调速系统仿真模型，集成可控整流、直流电动机、速度与电流调节器模块，支持参数化设计与动态性能分析，适用于电机控制教学与研究。

详 情 说 明

双闭环直流调速系统设计与仿真分析平台

项目介绍

本项目基于MATLAB/Simulink环境开发，专注于双闭环直流调速系统的建模、仿真与性能分析。系统采用电流环与速度环的双闭环控制结构，实现了对直流电动机转速的高精度、高动态性能调节。平台集成了参数配置、动态仿真、性能分析和报告生成等功能，为电机控制系统的设计与验证提供了一套完整的解决方案。

功能特性

• 模块化仿真模型：搭建包含可控整流、直流电动机、速度调节器（ASR）、电流调节器（ACR）等核心模块的Simulink模型。
• 双闭环控制策略：采用经典的PID控制算法，实现内环（电流环）快速响应、外环（速度环）稳态精度的控制目标。
• 灵活的参数配置：提供友好的参数设置界面，支持电机参数、控制器参数、运行条件及仿真设置的自定义。
• 全面的性能分析：自动绘制转速、电流、电压等动态响应曲线，计算超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标。
• 系统稳定性评估：支持频域分析（如伯德图、奈奎斯特图），评估系统在不同工况下的稳定裕度。
• 自动化报告生成：仿真结束后自动生成包含响应曲线、性能指标及模块验证结果的分析报告。

使用方法

1. 启动平台：运行主程序文件，启动图形用户界面（GUI）。
2. 参数设置：在GUI界面中输入或修改系统参数（如电机额定值、电枢参数）、控制参数（速度环与电流环PID参数）以及仿真条件（给定转速、负载转矩、仿真时间等）。
3. 运行仿真：点击“开始仿真”按钮，系统将自动调用Simulink模型并进行计算。
4. 查看结果：仿真完成后，系统将自动显示动态响应曲线和性能指标。用户可进一步查看稳定性分析图及详细的分析报告。
5. 结果导出：支持将仿真结果、曲线图表及分析报告导出为指定格式文件，便于存档或进一步处理。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11 或 Linux（推荐Ubuntu 18.04+）/ macOS。
• MATLAB：版本 R2018a 或更高，必须安装Simulink、Control System Toolbox。
• 内存：最低 4 GB，推荐 8 GB 或以上以确保流畅仿真。
• 磁盘空间：至少 2 GB 可用空间。

文件说明

主程序文件是项目的核心控制与调度中心，其实现了以下关键功能：初始化图形用户界面并建立布局与交互逻辑；定义并管理所有可配置的系统参数、控制参数及仿真设置；负责调用并执行Simulink仿真模型，同时对仿真过程进行监控；对仿真输出的数据进行处理与分析，计算各项性能指标并绘制响应曲线；整合分析结果，自动生成综合性能报告；还提供了系统频域稳定性分析的功能入口。