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基于MATLAB、Simulink控制系统的设计与仿真

[关键词:MATLAB,Simulink,控制系统]  [热度 ]
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作品编号:ckjs0233,word全文:35页,合计:16000

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基于MATLAB、Simulink控制系统的设计与仿真毕业设计论文------

本文结合目前构建控制系统的常用方法,以无刷直流电机为被控对象,设计出的三套控制系统,即PID 控制系统、模糊控制系统和(CMAC)小脑神经网络PID控制系统,并利用MATLAB/Simulink分别对三套控制系统进行了仿真。论文中详细阐述了三种控制系统的设计思想,通过对仿真结果的分析,比较并总结了三种控制方法的控制特点。

本文选取的研究对象是无刷直流电机,它是现在比较流行的一种电机,具有很深的研究意义。本文中控制系统设计过程的仿真结果也表明,关于该控制系统的研究具有广泛的前景。

本论文主要的工作

针对控制系统的设计研究对象的问题,本论文选取时下热门的直流无刷电机作为被控对象,建立电机控制系统,利用MATLAB/simulink对该电机的控制系统进行设计和仿真。

无刷直流电机原理与有刷电动机相同,但无刷电机是通过电路来换向的。无刷直流电机可以归为直流电动机的一种;它又可属于交流同步电动机的一种。80年代以来,出现了一种新型的永磁无刷电动机,它的结构形式和无刷直流电动机一样。无刷直流电动机在家用电器,计算机外围设备,声像设备,办公设备和电动车及工业控制方面都有应用,可以预计,随着无刷直流电机控制技术的不断进步,今后它在其他领域特别是在大功率场合的推广应用会更加广泛。

被控对象选择以后,接下来就是明确研究内容,本论文具体研究工作如下:(1) 根据无刷直流电动机的工作原理,建立其数学模型;(2) 了解经典控制系统、现代控制系统及智能控制系统的基本内容,设计并改进简单的控制系统;(3) 用MATLAB/Simulink进行电机控制系统的建立和仿真。在以上过程中对相关资料进行了大量的查阅并翻译了部分的外文文献。

仿真结论总结

MATLAB中重要的动态系统仿真工具Simulink是当今国际最为流行的科学与工程软件之一,以其可视化与智能化的人机交互功能、丰富仿真模块、图形绘制成为控制系统设计和仿真领域最受欢迎的软件系统。本论文主要的设计过程都是由Simulink来完成的,它减轻了本人许多实验研究中负担。

论文着重阐述了用基于Simulink控制系统的设计与仿真过程及分析,并且实际设计了三种可行的方案(传统PID控制系统、模糊控制系统、CMA-PID控制系统)对无刷直流电机(BLDC)的数学模型进行实验研究,从简单到复杂,通过实验研究比较,不断改进了控制系统设计方案,起到了成效。

通过具体的仿真实验过程可以得知,电机能够运转顺畅而且响应良好,输出反映稳定,P、I、D三个参数控制的调节恰当与否无法忽视。这在本论文中的传统PID控制系统研究和(CMAC)神经网络PID都有所体现。

直流无刷电机(BLDC)控制系统是一个闭回路控制系统,因此反馈信号也很重要。在这里,反馈信号就等于是告诉控制系统现在电机的转动距离目标差别多少,这就是误差(Error)。知道了误差自然就要补偿,方式是PID控制,但控制系统的实际应用状态及环境其实是复杂多变的,若要控制的坚固耐用则要考虑的因素恐怕不是传统的PID控制能完全掌握的,所以模糊控制、神经网络PID等智能型P.I.D.控制系统重要理论也被纳入研究过程。发挥传统PID控制、现代控制和智能控制的各自长处,具有较强的实际意义。本论文由易到难,逐步实现无刷直流电机控制系统的改进与完善。

 

 


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作品编号:ckjs0233,word全文:35页,合计:16000

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