产。
这些公司的产品已成功地用于冷、热轧机、可逆冷轧机以及卷取机张力控制等生产机械。而且，性能将有所改进和提高，同时具备组网通讯能力，为企业信息化发展中底层设备自动化打下坚实的基础。
1.2.2 国内研究现状
由于各种原因，我国的数字调速系统较国外起步晚，在现阶段，我国自主的比较成熟的数字化直流调速装置工业应用很少，该市场主要还是依赖于国外的品牌。由于国外先进的数字控制器价格昂贵，这也给了国产全数字控制直流调速装置区大的发展空间。
目前，国内各大院校、科研单位和厂家也都在研究及更好的利用国外先进的控制器进行数字直流调速装置的理论研究及相应的开发工作，近年来，国内关于智能控制的研究十分活跃，理论研究的成果也很多，如：“基于模糊补偿的神经网络算法在调速系统中的应用”、“基于神经网络自整定PID控制策略及其仿真”、“模糊神经网络控制在直流电机拉栅中的应用”等，智能控制就是将人工智能与控制理论结合起来，完成更高级的控制功能，主要是应用专家系统，模糊控制及神经网络理论等来实现自学成自组织控制，它的发展也给电气传动系统的控制策略带来了新思想，新方法。
由于专家系统在实际应用中有较多的问题和困难，当前智能控制应用研究主要集中在模糊控制，神经网络控制应用上，特别是两者的结合---模糊神经网络，由于其融合了各自的优点，因而成为目前国内研究的热点。
在这里值得一提的是，合肥工业大学电气与自动化工程学院自主研发的我国首个新型的全数字化直流调速系统实验装置，根据该系统特点，装置取名为“HMC数字化相控/斩控电封闭直流调速系统”。该装置具有很好的市场应用价值，为大学全数字直流调速实验提供了一个良好的平台。
综上所述，研发及更好的利用国外先进的控制器进行调速装置的理论研究及相应的开发工作，具有重要的实际意义和重大的经济价值。
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2 系统方案选择和总体结构设计
本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案，控制电路由软件实现系统的功能。
2.1 调速方案的选择
调速方案的优劣直接关系到系统调速的质量。根据电机的型号及参数选择最优方案，以确保系统能够正常，稳定地运行。
2.1.1 系统控制对象的确定
本次设计选用的电动机型号为Zz?jz型，额定功率1.1KW，额定电压230V，额定电流6.58A,额定转速1000r/min,励磁电压220V,运转方式连续。
2.1.2 电动机供电方案的选择
变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。用静止的可控整流器，例如，晶闸管可控整流器，以获得可调直流静止可控整流器又称V-M系统。通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变Ud，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM，用恒定直流或不可控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变的平均电压。受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。
在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压Ud。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。
2.2 总体结构设计
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全面比较单闭环和双闭环调速系统，把握系统要求实现的功能，选择最适合设计要求的虚拟控制电路。根据系统实际，选择转速，电流双闭环调速系统。
2.2.1 系统结构选择
若采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统虽然可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差，不过当对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统难以满足要求，因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩，在单闭环调速系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流值以后，靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想地控制电流的动态波形，当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减少，因而加速过程必然拖长。
若采用双闭环调速系统，则可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良好的静、动态性能。
与带电流截止负反馈的单闭环系统相比，双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idp时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差。得到过电流的自动保护。
显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。
2.2.2 系统的组成及工作原理
1）可逆V-M系统中的环流问题 a.环流的形成
采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。如图1-1所示，当一
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组晶闸管工作时，用逻辑电路（硬件）或逻辑算法（软件）去封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，以确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
图1-1 无环流可逆系统
Fig 1-1 reversible non-circulation system
b.环流的分类
①静态环流、直流平均环流、瞬时脉动环流 ②动态环流
c.环流的危害和利用
危害：环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。
利用：合理地控制环流，保证晶闸管安全工作，即可利用环流作为流过晶闸管的基本负载电流，使电动机在空载或轻载时也能工作在晶闸管装置的电流连续区，以避免电流断续引起的非线性对系统性能的影响。
在错位控制的无环流可逆系统中，采用配合控制的触发移相方法，但两组脉冲的关系是αγ+α?=3000 ，甚至是αγ+α?=3600，也就是说，初始相位整定在αγ=α?=1500或1800。
这样，当待逆变组的触发脉冲来到时，它的晶闸管已经完全处于反向阻断状态，不可能导通，当然就不会产生瞬时脉动环流了。本设计中，主要讨论逻辑控制的无环流可逆系统。
1）逻辑控制的无环流可逆系统
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