双闭环可逆直流脉宽调速系统参数的设计(3)
摄动的系统。对摄动来说，它可能很复杂：如包括很多项、数学表达式复杂、甚至不确定等
等。但是，由于可以构造变结构控制，使得这样的摄动对滑动模态完全不发生影响，即使滑动模态对摄动具有“完全自适应性”。这样，我们就可以解决十分复杂的系统的镇定问
题，其独特之处使得它特别适用于电力电子系统的闭环控制之中。
滑模控制有着明显的优点：快速性和强鲁棒性，但也存在控制系统稳态效果不佳、理想
滑模切换面难于选取、控制效果受采样率的影响等弱点。如今直流调速的滑模控制的研究方
兴未艾，特别是滑模控制和其它智能控制策略相结合构成新的集成控制策略备受关注。
传统的自动控制，包括经典理论和现代控制理论中有一个共同的特点，即控制器的综合
设计都要建立在被控对象准确的数学模型的基础上， 但是复杂的直流调速系统是一个多变量、
非线性、时变的系统，影响系统的因素很多，十分复杂，建立精确的数学模型特别困难。这
种情况下，模糊控制的诞生就显得意义重大。因为模糊控制不用建立数学模型，根据实际系
统的输入输出结果数据，参考现场操作人员的运行经验，就可对系统进行实时控制。模糊控
制实际上是一种非线性控制，从属于智能控制的范畴。
1.4 研究目的和意义
转速、电流双闭环直流调速系统是性能很好，应用最广的直流调速系统，采用转速、电
流双闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。转速、电流双闭环直流调速系统的
控制规律，性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。首先，
应掌握转速、电流双闭环直流调速系统的基本组成以及静特性；然后，在建立该系统动态数
学模型的基础上，从起动和抗扰两个方面分析其性能和转速与电流两个调节器的作用；第三，
研究一般调节器的工程设计方法和经典控制理论的动态校正方法相比，得出该设计方法的优
点；第四，应用工程设计方法解决双闭环调速系统中两个调节器的设计问题等等。
通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能更好的掌握调速系统的基本理
论及相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷，通过对该系统不足之处
的完善，提高该系统的性能，使其能够适用于各种工作场合，提高其使用效率。并以此为基
础，再对交流调速系统进行研究，最终掌握各种交、直流调速系统的原理，使之能够应用于
国民经济各个生产领域。
1.5 本设计主要内容
完成本课题首先要求熟练掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的原理，学习并掌握 MATLAB
软件，对系统建模，进行PID 参数设计，并通过仿真对比找出最佳参数。
为了充分发挥转速和电流负反馈在系统中的控制作用，以及它们不会相互抑制影响系统
的性能，我们在系统中设置两个调节器调节速度和电流，实现它们之间的联接。也就是说，
我们把速度调节器的输出作为电流调节器的输入，电流调节器的输出控制整流电路的触发装置。从整个闭环反馈控制回路的结构来看，电流调节环在转速调节环之内，称之为内环；
转速调节环在外，称之为外环。这就形成了一个双闭环直流调速系统。为了获得良好的静、
动态性能，双闭环直流调速系统的两个调节器一般设计为PI调节器。
设计完电路之后就是借助MATLAB 对系统参数进行仿真。 为了保证电动机启动时电枢电
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