前言

本文主要参考文献为：

阮毅，杨影，陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统

构建调速系统仿真平台的基本思想是得到系统各个环节的传递函数。使用的主要工具是MATLAB/Simulink平台。对于电力电子变换器主电路可以利用Simulink中Powesystem工具包实现。
控制系统的具体参数为：
型号为：z4-132-1，额定电压 $\rm U_N=400V$ ，额定电流为 $\rm I_dN=52.2A$ ，额定转速为： $\rm 2610 r/m$ ，允许过载倍数 $\rm\lambda=1.5$ 。反电动势系数 $\rm C_e=0.1459V\cdot min/r$ 。PWM变换器开关频率为8kHz。放大系数为 $\rm K_s=538/5=107.6$ 电枢回路的总电阻为：0.368 Ω。电枢电路电磁时间常数为： $\rm T_l=0.0144s$ 。电力拖动系统时间常数 $\rm T_m=0.18 s$ 。转速反馈系数为： $\rm \alpha=0.00383V\cdot min/r=U_N^*/n_N$ 。给定额定输入电压为 $\rm U_N^*=10V$ 。

系统总体实现

系统共分成五个部分：

转速给定
速度调节器
PWM模块
H桥驱动电路
电动机

其中直流电动机的建模可以参阅博客(运动控制第一篇之直流电动机建模)。
总体模型如下图所示
在这里插入图片描述
电压给定是在0时刻触发的阶跃信号，阶跃信号的幅值为10。具体参数如下图：

PI控制器

在这里插入图片描述

控制器和控制器中的积分器都有限幅，限幅值为5。控制器的参数还可以根据实际情况继续优化。图中显示的参数只是一个参考值。

PWM模块

在这里插入图片描述
Repeating Sequence是一个周期为8kHz的三角波，其变化范围为-5到+5。
Relay是继电器模块。即当其输入值小于等于0时，其输出为0。当其输入值大于0，其输出值为1。
Data Type Conversion 是一个类型转换模块，将继电器输出转换为boolean型。
这样就产生了一个PWM波。并将PWM信号转换成4路信号，用于控制H桥的4个开关。