基于MATLAB的直流电动机PID闭环调速系统仿真

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现直流电动机在变负载工况下的闭环调速控制，通过PID调节电压以维持目标转速n1。功能包括电机建模、PID参数优化、动态响应分析和抗干扰测试，适用于控制系统教学与工程仿真。

详 情 说 明

直流电动机闭环调速系统（变转速n1工况）

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，实现了直流电动机在工况变化条件下的闭环调速控制。系统采用PID控制算法，通过实时调节电枢电压，使电动机转速稳定在用户设定的目标值n1。项目重点解决了负载转矩动态变化时的转速稳定性问题，包含完整的电机建模、控制器设计、性能分析和抗干扰测试功能。

功能特性

1. 闭环调速控制：通过转速反馈构建闭环系统，实现精确转速跟踪
2. PID参数优化：提供参数整定接口，支持控制器性能优化
3. 动态响应分析：自动计算超调量、调节时间和稳态误差等性能指标
4. 抗干扰测试：支持自定义负载转矩变化序列，评估系统鲁棒性
5. 可视化输出：生成转速响应曲线和控制电压波形图

使用方法

1. 设置目标转速n1（单位：rpm）
2. 配置电机基本参数（电阻、电感、转动惯量等）
3. 定义负载转矩变化规律（时间-转矩对应关系）
4. 输入PID控制器参数（Kp, Ki, Kd）
5. 运行主程序获取调速系统动态响应结果
6. 查看输出的性能指标和分析报告

系统要求

1. MATLAB R2018b或更高版本
2. Control System Toolbox（控制系统工具箱）
3. Simulink（用于模型仿真）

文件说明

主程序文件整合了直流电动机数学建模、闭环控制系统构建、PID控制算法实现、动态响应仿真计算以及性能指标分析等核心功能。具体包括电机微分方程求解、反馈信号处理、控制量计算、实时波形绘制和系统稳定性评估等完整控制流程。