直流伺服电机系统的模拟仿真与剖析
直流伺服电机分为直流有刷伺服电机和直流无刷伺服电机，本内容咱们主要讲解直流无刷伺服电机系统 。
直流无刷伺服电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定，电机功率有局限做不大 。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相 。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境 。
直流伺服系统因具有转动惯量小、启动电压低、空载电流小、弃接触式换向系统，大大提高电机转速， 不存在电刷磨损情况，除转速高之外，还具有寿命长、噪音低、无电磁干扰等特点 。所以对直流伺服电机进行仿真研究是应用的基础 。一、系统结构系统的数学模型就略过了，具体可以查阅相关论文 。直流电机双闭环调速系统（额定励磁下忽略其对电枢回路的影响）是多环控制系统，由内到外分别为电流环、速度环，其动态结构图如下图：
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直流电机双闭环调速系统动态结构图
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设计时从内环到外环，逐一设计，先设计好电流环调节器，在把电流环看成速度环的一个环节，再设计速度环调节器 。电流环的作用是提高系统的响应能力，抑制电网电压的波动，转速环的作用是提高系统抗负载扰动能力，抑制转速的波动 。限于篇幅，电流调节器和速度调节器皆按照典型II型系统设计并给出设计步骤，典型1型系统设计及步骤省去 。最后把它们进行仿真对比 。
二、系统仿真
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直流伺服电机系统总体仿真
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直流伺服电机系统电流环调节器结构图
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直流伺服电机系统转速环调节器结构图
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直流伺服电机系统PWM变换器仿真模型
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直流伺服电机系统在0.5s时改变占空比的仿真图
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直流伺服电机系统电流波形图
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直流伺服电机系统速度波形图
0.2s后空载启动，给定额定转速200rad/s，0.8s时突加9.8N.m的负载，1.2s后突减至4.8N.m 。系统输出电流和速度波形如上所示 。
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直流伺服电机系统电流波形（正反转）
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直流伺服电机系统电流波形（正反转）
0.1s后空载启动，给定额定转速200rad/s，0.6s后，给定额定转速-200rad/s 。系统输出电流和速度波形如上所示 。
直流伺服电机系统主要用于各类数字控制系统中的执行机构驱动；需要精确控制恒定转速或需要精确控制转速变化曲线的动力驱动 。
【直流伺服电机系统的模拟仿真与剖析】
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