基于MATLAB/Simulink的双闭环直流电机调速系统动态建模分析

资 源 简 介

本项目采用MATLAB/Simulink工具箱构建双闭环直流电机调速系统的完整动态模型，实现转速-电流双闭环控制仿真，包含ASR、ACR调节器和PWM变换器等核心模块，适用于电机控制系统的动态特性分析。

详 情 说 明

基于Simulink的双闭环直流电机调速系统动态建模与仿真分析

项目介绍

本项目利用MATLAB/Simulink工具箱构建双闭环直流电机调速系统的完整动态结构框图，实现转速-电流双闭环控制系统的建模与仿真。系统包含电流调节器（ACR）、转速调节器（ASR）、PWM变换器、直流电动机等核心模块，能够模拟系统的启动、调速和抗扰动特性。通过参数整定与仿真分析，验证系统动态性能指标（如超调量、调节时间等）与教材理论分析结果的一致性。

功能特性

• 双闭环控制结构：采用转速外环和电流内环的双闭环控制策略
• 动态性能分析：能够模拟系统的启动、调速和抗扰动动态过程
• 性能指标量化：自动计算超调量、调节时间、稳态误差等关键指标
• 频域分析功能：提供伯德图、奈奎斯特图等频域分析工具
• 理论验证：支持仿真结果与教材理论值的对比分析

使用方法

1. 参数配置：设置直流电机电气参数（电枢电阻、电感、转动惯量等）
2. 控制器整定：配置电流环和转速环PI控制器的比例系数和积分时间常数
3. 运行条件设定：选择给定转速指令信号类型（阶跃信号或斜坡信号）
4. 扰动设置：可添加负载转矩突变信号模拟外部扰动
5. 仿真执行：运行仿真并观察动态响应曲线
6. 结果分析：查看性能指标数据和频域分析结果

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink工具箱
• Control System Toolbox（用于频域分析）
• Simscape（可选，用于更详细的电机建模）

文件说明

项目中的主程序文件实现了系统的核心仿真功能，包括模型参数初始化、仿真环境配置、控制器参数计算、Simulink模型自动调用与执行、动态响应数据的提取与分析，以及性能指标的自动计算与可视化输出。该文件还集成了频域分析模块，能够生成系统稳定性分析图表，并支持仿真结果与理论值的对比验证。