1、變頻調速控制系統的開展現狀與前景展望交流傳動與控制技術是目前開展最為迅速的技術之一，這是和電力電子器件制造技術、變流技術控制技術以及微型計算機和大規模集成電路的飛速開展密切相關。 通用變頻器作為早個商品開始在國內上市，是近十年的事，銷售額逐年增加，于今全年有超過數十億元RMB的市場。其中各種進口品牌居多，功率小至百瓦大至數千千瓦；功能簡易或復雜；精度低或高；響應慢或快：有PG測速機或無PG;有噪音或無噪音等等。 對于許多用戶來說,這十年中經歷了屢次更新，現所使用的變頻器大都屬于目前最為先進的機型如果從應用的角度來說，我們的水準與興旺國家沒有什么兩樣。作為國內制造商,通過這十年來對國外的先進技術

2、進行銷化，也正在積極地進行國產變頻器的自主開發努力追趕世界興旺國家的水平。 回憶近十年來國外通用變頻器技術的開展對于深入了解交流傳動與控制技術的走向，以及如何站在高起點上結合我國國情開發我國自己的產品應該說具有十分積極的意義.2.關于功率器件 變頻技術是建立在電力電子技術根底之上的。在低壓交流電動機的傳動控制中，應用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模塊 IPM(Intelligent Power Module，后面二種集GTR的低飽和電壓特性和MOSFET的高頻開關特性于一體是目前通用變頻器中最廣泛使用的主流功率器件。IGBT集射電壓 Vce可3V,頻率可到達20KHZ,內含的

3、集射極間超高速二極管Trr可達150ns,1992年前后開始在通用變頻器中得到廣泛應用。其開展的方向是損耗更低,開關速度更快、電壓更高,容量更大(3.3KV、 1200A), 目前，采用溝道型柵極技術、非穿通技術等方法大幅度降低了集電極一發射極之間的飽和電壓VCEsat)的第四代IGBT也已問世。 第四代IGBT的應用使變頻器的性能有了很大的提高。其一是ICBT開關器件發熱減少，將曾占主回路發熱5070的器件發熱降低了30。其二是高載波控制，使輸出電流波形有明顯改善；其三是開關頻率提高，使之超過人耳的感受范圍，即實現了電機運行的靜青化；其四是驅動功率減少，體積趨于更小。 而IPM的投入應用比I

4、GBT約晚二年，由于IPM包含了1GBT芯片及外圍的驅動和保護電路.甚至還有的把光耦也集成于一體，因此是種更為好用的集成型功率器件，目前，在模塊額定由流10600A范圍內，通用變頻器均有采用IPM的趨問，其優點是：l開關速度快，驅動電流小，控制驅動更為簡單。2)內含電流傳感器，可以高效迅速地檢測出過電流和短路電流，能對功率芯片給予足夠的保護，故障率大大降低。3)由于在器件內部電源電路和驅動電路的配線設計上做到優化，所以浪涌電壓，門極振蕩，噪聲引起的干擾等問題能有效得到控制。4保護功能較為豐富，如電流保護、電壓保護、溫度保護一應俱全，隨著技術的進步，保護功能將進一步日臻完善。5IPM的售價已逐漸

5、接近IGBT而計人采用IPM后的開關電源容量、驅動功率容量的減小和器件的節省以及綜合性能提高等因素后在許多場合其性價比已高過IGBT，有很好的經濟性。 為此IPM除了在工業變頻器中被大量采用之后，經濟型的IPM在近年內也開始在一些民用品如家用空調變頻器，冰箱變頻器、洗衣機變頻器中得到應用。IPM 也在向更高的水平開展，日本三菱電機最近開發的專用智能模塊ASIPM將不需要外接光耦，通過內部自舉電路可單電源供電并采用了低電感的封裝技術，在實現系統小型化，專用化，高性能，低本錢方面又推進了一步。3.關于控制方式 早期通用變頻器如東芝TOSVERT130系列、FUJI FVRG5P5系列，SANKEN

6、 SVF系列等大多數為開環恒壓比VF=常數的控制方式其優點是控制結構簡單、本錢較低，缺點是系統性能不高，比擬適合應用在風機、水泵調這場合。具體來說，其控制曲線會隨著負載的變化而變化；轉矩響應慢，電視轉矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區效應的存在而性能下降穩定性變差等。對變頻器UF控制系統的改造主要經歷了三個階段；第一階段：1. 八十年代初日本學者提出了根本磁通軌跡的電壓空間矢量或稱磁通軌跡法。該方法以三相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，一次生成二相調制波形。這種方法被稱為電壓空間矢量控制。典型機種如1989年前后進入中國市場的FUJI富士FRN5O

7、OOG5/P5、 SANKEN三墾MF系列等。引人頻率補償控制，以消除速度控制的穩態誤差基于電機的穩態模型，用直流電流信號重建相電流，如西門子MicroMaster系列,由此估算出磁鏈幅值，并通過反應控制來消除低速時定子電阻對性能的影響。將輸出電壓、電流進行閉環控制，以提高動態負載下的電壓控制精度和穩定度，同時也一定程度上求得電流波形的改善。這種控制方法的另一個好處是對再生引起的過電壓、過電流抑制較為明顯，從而可以實現快速的加減速。 之后，1991年由富士電機推出大家熟知的FVR與 FRNG7P7系列的設計中，不同程度融入了3項技術，因此很具有代表性。三菱日立，東芝也都有類似的產品。然而，在上

8、述四種方法中，由于未引入轉矩的調節，系統性能沒有得到根本性的改善.第二階段：矢量控制。也稱磁場定向控制。它是七十年代初由西德 F.Blasschke等人首先提出，以直流電動機和交流電動機比擬的方法分析闡述了這一原理，由此開創了交流電動機等效直流電動機控制的先河。它使人們看到交流電動機盡管控制復雜，但同樣可以實現轉矩、磁場獨立控制的內在本質。 矢量控制的根本點是控制轉子磁鏈，以轉子磁通定向，然后分解定子電流，使之成為轉矩和磁場兩個分量，經過坐標變換實現正交或解耦控制。但是，由于轉子磁鏈難以準確觀測，以及矢量變換的復雜性，使得實際控制效果往往難以到達理論分析的效果，這是矢量控制技術在實踐上的缺乏。

9、此外它必須直接或間接地得到轉子磁鏈在空間上的位置才能實現定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統中需要配留轉子位置或速度傳感器，這顯然給許多應用場合帶來不便。僅管如此，矢量控制技術仍然在努力融入通用型變頻器中，1992年開始，德國西門子開發了6SE70通用型系列，通過FC、VC、SC板可以分別實現頻率控制、矢量控制、伺服控制。1994年將該系列擴展至315KW以上。目前，6SE70系列除了200KW以下價格較高，在200KW以上有很高的性價比。第三階段： 1985年德國魯爾大學Depenbrock教授首先提出直接轉矩控制理論Direct Torque Control簡稱DTC。直接轉矩控制與矢量控

10、制不同，它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量來控制。 轉矩控制的優越性在于：轉矩控制是控制定子磁鏈，在本質上并不需要轉速信息；控制上對除定子電阻外的所有電機參數變化魯棒性良好；所引入的定子磁鍵觀測器能很容易估算出同步速度信息。因而能方便地實現無速度傳感器化。這種控制方法被應用于通用變頻器的設計之中，是很自然的事，這種控制被稱為無速度傳感器直接轉矩控制。然而，這種控制依賴于精確的電機數學模型和對電機參數的自動識別Identification向你ID),通過ID運行自動確立電機實際的定子阻抗互感、飽和因素、電動機慣量等重要參數，然后根據精確的電動機模型估算出電動機的

11、實際轉矩、定子碰鏈和轉子速度，并由磁鏈和轉矩的 BandBand控制產生PWM信號對逆變器的開關狀態進行控制。這種系統可以實現很快的轉矩響應速度和很高的速度、轉矩控制精度。 1995年ABB公司首先推出的ACS600直接轉矩控制系列，已到達2ms的轉矩響應速度在帶PG時的靜態速度精度達土O.01%，在不帶PG 的情況下即使受到輸入電壓的變化或負載突變的影響，向樣可以到達正負0.1的速度控制精度。其他公司也以直接轉矩控制為努力目標，如安川 VS676H5高性能無速度傳感器矢量控制系列，雖與直接轉矩控制還有差異，但它也已做到了100ms的轉矩響應和正負0.2%無PG,正負 0.01帶 PG的速度控

12、制精度，轉矩控制精度在正負3左右。其他公司如日本富士電機推出的FRN 5000G9P9以及最新的 FRN5000GllP11系列出采取了類似無速度傳感器控制的設計，性能有了進一步提高，然而變頻器的價格并不比以前的機型昂貴多少。 控制技術的開展完全得益于微處理機技術的開展，自從1991年INTEL公司推出8X196MC系列以來，專門用于電動機控制的芯片在品種、速度、功能、性價比等方面都有很大的開展。如日本三菱電機開發用于電動機控制的M37705、M7906單片機和美國德州儀器的TMS320C240DSP等都是頗具代表性的產品。4.關于PWM技術 PWM控制技術一直是變頻技術的核心技術之一。196

13、4年A.Schonung和H.stemmler首先在評論上提出把這項通訊技術應用到交流傳動中，從此為交流傳動的推廣應用開辟了新的局面。 從最初采用模擬電路完成三角調制波和參考正弦波比擬，產生正弦脈寬調制SPWM信號以控制功率器件的開關開始，到目前采用全數字化方案，完成優化的實時在線的PWM信號輸出，可以說直到目前為止，PWM在各種應用場合仍占主導地位,并一直是人們研究的熱點。 由于PWM可以同時實現變頻變壓反抑制諧波的特點，由此在交流傳動乃至其它能量變換系統中得到廣泛應用。PWM控制技術大致可以分為三類，正弦PWM包括電壓，電流或磁通的正弦為目標的各種PWM方案，多重PWM也應歸于此類，優化P

14、WM及隨機PWM。正弦PWM已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統諧波的多重PWM技術在大功率變頻器中有其獨特的優勢如 ABB ACS1000系列和美國ROBICON公司的完美無諧波系列等；而優化PWM所追求的那么是實現電流諧波畸變率THD最小，電壓利用率最高，效率最優，及轉矩脈動最小以及其它特定優化目標。 在70年代開始至80年代初，由于當時大功率晶體管主要為雙極性達林頓三極管，載波頻率一般最高不超過5KHZ，電機繞組的電磁噪音及諧波引起的振動引起人們的關注。為求得改善，隨機PwM方法應運而生。其原理是隨機改變開關頻率使電機電磁噪音近似為限帶白噪聲在線性頻率坐標系中，各頻

15、率能量分布是均勻的，盡管噪音的總分貝數未變，但以固定開關頻率為特征的有色噪音強度大大削弱。正因為如此，即使在IGBT已被廣泛應用的今天，對于載波頻率必須限制在較低頻率的場合，隨機PWM仍然有其特殊的價值DTC控制即為一例；另一方面那么告訴人們消除機械和電磁噪音的最正確方法不是盲目地提高工作頻率，因為隨機PWM技術提供了一個分析、解決問題的全新思路。5.展望 通用變頻器的開展是世界高速經濟開展的產物。其開展的趨勢大致為：5.l主控一體化 日本三菱公司將功率芯片和控制電路集成在一快芯片上的DIPIPM即雙列直插式封裝的研制已經完成并推向市場。一種使逆變功率和控制電路到達一體化，智能化和高性能化的H

16、VIC高耐壓ICSOCSystem on Chip的概念已被用戶接受，首先滿足了家電市場低本錢、小型化、高可靠性和易使用等的要求。因此葉以展望，隨著功率做大，此產品在市場上極具競爭力。5.2 小型化 用日本富士FUJI電機的三添勝先生的話說，變頻器的小型化就是向發熱挑戰。這就是說變頻器的小型化除了出自支撐部件的實裝技術和系統設計的大規模集成化，功率器件發熱的改善和冷卻技術的開展已成為小型化的重要原因。ABB公司將小型變頻器定型為CompACTM他向全球發布的全新概念是，小功率變頻器應當象接觸器、軟起動器等電器元件一樣使用簡單，安裝方便，平安可靠。5.3低電磁噪音化 今后的變頻器都要求在抗干擾和

17、抑制高次諧波方面符合EMC國際標準，主要做法足在變頻器輸入側加交流電抗器或有源功率因數校正Active Power Factor Correction APFC電路，改善輸入電流波形降低電網諧波以及逆變橋采取電流過零的開關技術。而控制電源用的開關電源將推崇半諧振方式，這種開關控制方式在 3050MhZ時的噪聲可降低1520dB。5.4專用化 通用變頻器中出現專用型家族是近年來的事。其目的是更好發揮變頻器的獨特功能并盡可能地方便用戶。如用于起重稅負載的 ARB ACC系列，用廣交流電梯的 Siemens MICO340系列和FUJI FRN5000G11UD系列，其他還有用于恒壓供水、上作機械主

18、軸傳動、電源再生、紡織、機車牽引等專用系列。5.5系統化 作為開展趨勢，通用變頻器從模擬式、數字式、智能化、多功能向集中型開展。最近，日本安川由機提出了以變頻器，伺服裝置，控制器及通訊裝置為中心的 D&M&C概念，并制定了相應的標準。目的是為用戶提供最正確的系統。因此可以預見在今后變頻器的高速響應件和高性能什將是基件。MATLAB MATLAB是矩陣實驗室Matrix Laboratory的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1658637.htm t _blank 數學軟件，用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算的

19、高級技術計算語言和交互式環境，主要包括MATLAB和Simulink兩大局部。MATLAB是由美國mathworks公司發布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環境。它將數值分析、矩陣計算、科學數據可視化以及非線性動態系統的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統非交互式程序設計語言如C、Fortran的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。 MATLAB和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/30608.htm t

20、_blank Mathematica、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/127864.htm t _blank Maple并稱為三大數學軟件。它在數學類科技應用軟件中在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/920695.htm t _blank 數值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10337.htm t _blank 矩陣運算、繪制函數和數據、實現算法、創立用戶界面、連 HYPERLINK :/baike.baidu /image/9252ae7e845661020dd7da

21、35 o 查看圖片 t _blank matlab開發工作界面接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/14662.htm t _blank 圖像處理、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1345304.htm t _blank 信號檢測、金融建模設計與分析等領域。 MATLAB的根本數據單位是矩陣，它的指令表達式與數學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優點,使M

22、ATLAB成為一個強大的數學軟件。在新的版本中也參加了對 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10075.htm t _blank C， HYPERLINK :/baike.baidu /view/36402.htm t _blank FORTRAN， HYPERLINK :/baike.baidu /view/824.htm t _blank C+ ， HYPERLINK :/baike.baidu /view/29.htm t _blank JAVA的支持。可以直接調用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到MATLAB函數庫中方便自己以后調用，此外許多的MATLAB

23、愛好者都編寫了一些經典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段應用MATLAB 產品族可以用來進行以下各種工作： 數值分析 數值和符號計算 工程與科學繪圖 控制系統的設計與仿真 HYPERLINK :/baike.baidu /view/286846.htm t _blank 數字圖像處理 技術 HYPERLINK :/baike.baidu /view/162096.htm t _blank 數字信號處理 技術 通訊系統設計與仿真 HYPERLINK :/baike.baidu /image/3792cb

24、39f49b3ec93b87ce72 o 查看圖片 t _blank MATLAB在通訊系統設計與仿真的應用 財務與金融工程 MATLAB 的應用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。附加的工具箱單獨提供的專用 MATLAB 函數集擴展了 MATLAB 環境，以解決這些應用領域內特定類型的問題。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段開展歷程20世紀70年代，美國新墨西哥大學計算機科學系主任Cleve Moler為了減輕學生編程的負擔，用FORTRAN編寫了最早的MATLAB

25、。1984年由Little、Moler、Steve Bangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市場。到20世紀90年代，MATLAB已成為國際控制界的標準計算軟件。 版本更新: 版本1建造編號發布時間1984 MATALB 21986MATLAB 319871990MATLAB 41992R7 1994R81996R91997MATLAB R9.1 1997R10 1998MATLAB 1998R111999MATLAB 1999R1220002001R132002MATLAB R13SP12003MATLAB R13SP22003MATLAB 7R142004MA

26、TLAB R14SP12004MATLAB R14SP22005MATLAB 7.1 R14SP32005R2006a2006MATLAB 7.3 R2006b2006R2007a2007R2007b2007R2021a2021R2021b2021R2021aR2021bR2021aR2021b HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段新版本新功能Release 2021a 的新功能 Release 2021a 包括 MATLAB 和 Simulink 的假設干新功能丶一款新產品以及對其它 85 款產品的更新和缺陷修復。已經購置 MathWork

27、s 軟件維護效勞的用戶可以下載產品更新。 MATLAB 產品系列的新功能包括： 增加更多多線程數學函數，增強文件共享丶路徑管理功能以及改良 MATLAB 桌面 新增用于在 MATLAB 中進行流處理的系統對象，并在Video and Image Processing Blockset 和 Signal Processing Blockset 中提供超過 140 種支持算法 針對 50 多個函數提供多核支持并增強性能，并對圖像處理工具箱中的大型圖像提供更多支持 在全局優化工具箱和優化工具箱中提供新的非線性求解器 能夠從 Symbolic Math Toolbox 中生成 Simscape 語言方

28、程 在 SimBiology 中提供隨機近似最大期望 (SAEM) 算法和藥動學給藥方案支持 Simulink 產品系列的新功能包括： 在 Simulink 中提供可調參數結構丶觸發模型塊以及用于大型建模的函數調用分支 在 嵌入式 IDE 鏈接和目標支持包中提供針對 Eclipse丶嵌入式 Linux 及 ARM 處理器的代碼生成支持 在 IEC 認證工具包中提供對 Real-Time Workshop Embedded Coder 和 PolySpace 產品的 ISO 26262 認證 在 DO 鑒定工具包中提供擴展至模型的 DO-178B 鑒定支持 Simulink PLC Coder，

29、用于生成 PLC 和PAC IEC 61131 結構化文本的新產品 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段特點1) 高效的數值計算及符號計算功能,能使用戶從繁雜的數學運算分析中解脫出來; 2) 具有完備的圖形處理功能,實現計算結果和編程的可視化; 3) 友好的用戶界面及接近數學表達式的自然化語言,使學者易于學習和掌握; 4) 功能豐富的應用工具箱(如信號處理工具箱、通信工具箱等) ,為用戶提供了大量方便實用的處理工具. HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段優勢1友好的工作平臺和編程環境MATL

30、AB由一系列工具組成。這些工具方便用戶使用MATLAB的函數和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。包括MATLAB桌面和命令窗口、歷史命令窗口、編輯器和調試器、路徑搜索和用于用戶瀏覽幫助、工作空間、文件的瀏覽器。隨著MATLAB的商業化以及軟件本身的不斷升級，MATLAB的用戶界面也越來越精致，更加接近Windows的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。而且新版本的MATLAB提供了完整的聯機查詢、幫助系統，極大的方便了用戶的使用。簡單的編程環境提供了比擬完備的調試系統，程序不必經過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現的錯誤及進行出錯原因分析。 2簡單易用的程序語言Matlab一個

31、高級的矩陣/陣列語言，它包含控制語句、函數、數據結構、輸入和輸出和面向對象編程特點。用戶可以在命令窗口中將輸入語句與執行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序M文件后再一起運行。新版本的MATLAB語言是基于最為流行的C語言根底上的，因此語法特征與C語言極為相似，而且更加簡單，更加符合科技人員對數學表達式的書寫格式。使之更利于非計算機專業的科技人員使用。而且這種語言可移植性好、可拓展性極強，這也是MATLAB能夠深入到科學研究及工程計算各個領域的重要原因。 3強大的科學計算機數據處理能力MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。其擁有600多個工程中要用到的數學運算函數，可以方便的實

32、現用戶所需的各種計算功能。函數中所使用的算法都是科研和工程計算中的最新研究成果，而前經過了各種優化和容錯處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C+ 。在計算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會大大減少。MATLAB的這些函數集包括從最簡單最根本的函數到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復雜函數。函數所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數據的統計分析、工程中的優化問題、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/891721.htm t _blank 稀疏矩陣運算、復數的各種運算

33、、三角函數和其他初等數學運算、多維數組操作以及建模動態仿真等。 4出色的圖形處理功能 HYPERLINK :/baike.baidu /image/c71d0e38deab3bd3b311c72f o 查看圖片 t _blank 圖形處理功能MATLAB自產生之日起就具有方便的數據可視化功能，以將向量和矩陣用圖形表現出來，并且可以對圖形進行標注和打印。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖。可用于科學計算和工程繪圖。新版本的MATLAB對整個圖形處理功能作了很大的改良和完善，使它不僅在一般數據可視化軟件都具有的功能例如二維曲線和三維曲面的繪制和處理等方面更加完善，而且對

34、于一些其他軟件所沒有的功能例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數據的表現等，MATLAB同樣表現了出色的處理能力。同時對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB也有相應的功能函數，保證了用戶不同層次的要求。另外新版本的MATLAB還著重在圖形用戶界面GUI的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。 5應用廣泛的模塊集合工具箱MATLAB對許多專門的領域都開發了功能強大的模塊集和工具箱。一般來說，它們都是由特定領域的專家開發的，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。目前，MATLAB已經把工具箱延伸到了科學研究和工程應用的諸多領域，

35、諸如數據采集、數據庫接口、概率統計、樣條擬合、優化算法、偏微分方程求解、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/5348.htm t _blank 神經網絡、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/83268.htm t _blank 小波分析、信號處理、圖像處理、系統辨識、控制系統設計、LMI控制、魯棒控制、模型預測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設計、實時快速原型及半物理仿真、嵌入式系統開發、定點仿真、DSP與通訊、電力系統仿真等，都在工具箱Toolbox家族中有了自己的一席之地。 6實用的程序接口和發布平臺新版本的MATLAB可以利用

36、MATLAB編譯器和C/C+數學庫和圖形庫，將自己的MATLAB程序自動轉換為獨立于MATLAB運行的C和C+代碼。允許用戶編寫可以和MATLAB進行交互的C或C+語言程序。另外，MATLAB網頁效勞程序還容許在Web應用中使用自己的MATLAB數學和圖形程序。MATLAB的一個重要特色就是具有一套程序擴展系統和一組稱之為工具箱的特殊應用子程序。工具箱是MATLAB函數的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統、神經網絡、模糊邏輯、小波分析和系統仿真等方面的應用。 7應用軟件開發包括用戶界面在開發環境中，使用戶更方便地控制多個文件和圖形窗口；在編程方

37、面支持了函數嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強大的圖形標注和處理功能，包括對性對起連接注釋等；在輸入輸出方面，可以直接向 HYPERLINK :/baike.baidu /view/28127.htm t _blank Excel和HDF5進行連接。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/10598.htm 編輯本段工具常用工具箱MATLAB包括擁有數百個內部函數的主包和三十幾種工具包。工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包。功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算，可視化建模仿真，文字處理及實時控制等功能。學科工具包是專業性比擬強的工具包，控制工具包，信號處理

38、工具包，通信工具包等都屬于此類。 開放性使MATLAB廣受用戶歡送。除內部函數外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對源程序的修改或參加自己編寫程序構造新的專用工具包。 Matlab Main Toolboxmatlab主工具箱 Control System Toolbox控制系統工具箱 Communication Toolbox通訊工具箱 Financial Toolbox財政金融工具箱 System Identification Toolbox系統辨識工具箱 Fuzzy Logic Toolbox模糊邏輯工具箱 Higher-Order Spectral A

39、nalysis Toolbox高階譜分析工具箱 Image Processing Toolbox圖象處理工具箱 LMI Control Toolbox線性矩陣不等式工具箱 Model predictive Control Toolbox模型預測控制工具箱 -Analysis and Synthesis Toolbox分析工具箱 Neural Network Toolbox神經網絡工具箱 Optimization Toolbox優化工具箱 Partial Differential Toolbox偏微分方程工具箱 Robust Control Toolbox魯棒控制工具箱 Signal Proce

40、ssing Toolbox信號處理工具箱 Spline Toolbox樣條工具箱 Statistics Toolbox統計工具箱 Symbolic Math Toolbox符號數學工具箱 Simulink Toolbox動態仿真工具箱 Wavele Toolbox小波工具箱 常用函數Matlab內部常數2 eps：浮點相對精度 exp：自然對數的底數e i 或 j：根本虛數單位 inf 或 Inf：無限大， 例如1/0 nan或NaN：非數值Not a number，例如0/0 pi：圓周率 p= 3.1415926. realmax：系統所能表示的最大數值 realmin：系統所能表示的最小

41、數值 nargin: 函數的輸入引數個數 nargout: 函數的輸出引數個數 lasterr：存放最新的錯誤信息 lastwarn：存放最新的警告信息 MATLAB常用根本數學函數 abs(x)：純量的絕對值或向量的長度 angle(z)：復數z的相角(Phase angle) sqrt(x)：開平方 real(z)：復數z的實部 imag(z)：復數z的虛部 conj(z)：復數z的共軛復數 round(x)：四舍五入至最近整數 fix(x)：無論正負，舍去小數至最近整數 floor(x)：下取整，即舍去正小數至最近整數 ceil(x)：上取整，即參加正小數至最近整數 rat(x)：將實數

42、x化為多項分數展開 rats(x)：將實數x化為分數表示 sign(x)：符號函數 (Signum function)。 當x0時，sign(x)=1。 rem(x,y)：求x除以y的余數 gcd(x,y)：整數x和y的最大公因數 lcm(x,y)：整數x和y的最小公倍數 exp(x) ：自然指數 pow2(x)：2的指數 log(x)：以e為底的對數，即自然對數或 log2(x)：以2為底的對數 log10(x)：以10為底的對數 MATLAB常用三角函數 sin(x)：正弦函數 cos(x)：余弦函數 tan(x)：正切函數 asin(x)：反正弦函數 acos(x)：反余弦函數 atan

43、(x)：反正切函數 atan2(x,y)：四象限的反正切函數 sinh(x)：雙曲正弦函數 cosh(x)：雙曲余弦函數 tanh(x)：雙曲正切函數 asinh(x)：反雙曲正弦函數 acosh(x)：反雙曲余弦函數 atanh(x)：反雙曲正切函數 適用于向量的常用函數有 min(x): 向量x的元素的最小值 max(x): 向量x的元素的最大值 mean(x): 向量x的元素的平均值 median(x): 向量x的元素的中位數 std(x): 向量x的元素的標準差 diff(x): 向量x的相鄰元素的差 sort(x): 對向量x的元素進行排序Sorting length(x): 向量x

44、的元素個數 norm(x): 向量x的歐氏Euclidean長度 sum(x): 向量x的元素總和 prod(x): 向量x的元素總乘積 cumsum(x): 向量x的累計元素總和 cumprod(x): 向量x的累計元素總乘積 dot(x, y): 向量x和y的內積 cross(x, y): 向量x和y的外積 MATLAB根本繪圖函數 plot: x軸和y軸均為線性刻度Linear scale loglog: x軸和y軸均為對數刻度Logarithmic scale semilogx: x軸為對數刻度，y軸為線性刻度 semilogy: x軸為線性刻度，y軸為對數刻度 HYPERLINK :

45、/baike.baidu /image/c9bdddce35183c2293457e2c o 查看圖片 t _blank matlab插值和樣條plot繪圖函數的參數 字元 顏色 字元 圖線型態 y 黃色 . 點 k 黑色 o 圓 w 白色 x x b 藍色 + + g 綠色 * * r 紅色 - 實線 c 亮青色 : 點線 m 錳紫色 -. 點虛線 - 虛線 注解 xlabel(Input Value); % x軸注解 ylabel(Function Value); % y軸注解 title(Two Trigonometric Functions); % 圖形標題 legend(y = si

46、n(x),y = cos(x); % 圖形注解 grid on; % 顯示格線 二維繪圖函數 bar 長條圖 errorbar 圖形加上誤差范圍 fplot 較精確的函數圖形 polar 極座標圖 hist 累計圖 rose 極座標累計圖 stairs 階梯圖 stem 針狀圖 fill 實心圖 feather 羽毛圖 compass 羅盤圖 quiver 向量場圖1 MATLAB中有趣的演示實例 MATLAB中也同樣有許多有意思的實例，為提高讀者對MATLAB和Simulink的興趣，特舉局部以供參考。具體如下，運行的時候只要將“：前面的代碼復制到MATLAB中就可以了，隨之會出現各種各樣的

47、演示實例，對初學者幫助不小哦。 平面與立體繪圖 graf2d ：XY平面繪圖火柴棒 graf2d2 ：XYZ立體繪圖切片 hndlgraf ：平面顯示線型處理窗口及命令演示 hndlaxis ：平面顯示處理窗口及命令演示 graf3d ：立體顯示處理窗口及命令演示 復雜函數的三維繪圖 cplxdemo ：復雜的XYZ立體圖形 等高線繪制 quivdemo ：等高線箭頭顯示 動畫 lorenz ： Lorenz吸引子動畫顯示 電影 vibes ： L-形薄膜振動 Fourier變換 sshow sunspots ：太陽黑點數據的傅里葉分析 fftdemo ：分析噪聲序列中兩組數據的相關度 數據擬

48、合 sshow fitdemo ：顯示非線性數據擬合過程 census ：預測世界人口 spline2d ：樣條擬合 稀疏矩陣 sshow sparsity ：降階 游戲 xpbombs ：仿Windows系統自帶的掃雷游戲 life ：生命開展游戲 三維效果圖 klein1 ：膚色三維效果圖 tori4 ：四個首尾相接的圓環 spharm2 ： 球形和聲 cruller ：類似油餅的東西 xpklein ： Klein瓶 bottle modes ： L-形薄膜的12中模態 logo ：MATLAB的Logo xpquad ：不同比例的巴爾體超四方體 truss ：二維桁架的12個模模態 t

49、r*el ：旅行商問題動畫演示 wrldtrv ：在地球儀上演示兩地間的飛行線路 makevase ：通過點擊鼠標來制作花瓶 xpsound ：聲音樣本分析 funfuns ：綜合了找零點，最小化和單輸入函數積分功能 sshow e2pi ： epi或者pie quake ：地震波可視化 penny ：便士可視化 imageext ：改變圖像的映射顏色 earthmap ：地球儀 優化工具箱 bandem ：香蕉最優化展示 expo-style banana optimization sshow filtdem ：濾波效果演示 filter effect demo sshow filtdem2

50、 ：濾波設計演示 filter design demo cztdemo ： FFT和CZT (兩種不同類型的Z-變換算法) phone ：演示 通聲音的時間與頻率的關系 sigdemo1 ：離散信號的時頻圖，可用鼠標設置 sigdemo2 ：連續信號的時頻圖，可用鼠標設置 filtdemo ：低通濾波器的交互式設計 moddemo ：聲音信號的調制 sosdemo ：數字濾波器的切片圖 神經網絡工具箱 neural ：神經網絡模塊組 firdemo ：二維FIR濾波器 nlfdemo ：非線性濾波器 dctdemo ：DCT演示 mlpdm1 ：利用多層感知器神經網絡擬合曲線動畫 mlpdm2

51、 ：利用多層感知器神經網絡進行XOR問題運算 模糊邏輯工具箱 invkine ：運動逆問題 juggler ：跳球戲法 fcmdemo ： FCM slcp ： 類似倒立擺動畫 slcp1 ：類似倒立擺動畫cart and a varying pole slcpp1 ：類似倒立擺動畫，有兩個擺，一個可以變化 sltbu ：卡車支援 slbb ：類似于翹翹板交流調速控制系統就是針對交流電動機調速問題設計的控制系統；直流調速控制系統就是針對直流電動機調速問題設計的控制系統。現在比擬流行的是變頻交流調速和PWM數字化調速。基于Matlab/SimuLink直流調速控制系統摘 要：本文介紹了基于工程設

52、計方法對直流調速系統的設計，并利用Matlab/Simulink進行建模與仿真研究，最后顯示控制系統仿真結果。 關鍵詞：調節器，SimuLink,轉速環Abstract:this paper introduce a design method of DC based on engineering , studying modle and simulation of controlled plant by simulink.At last show simulation output of the control system .Keywords:regulator, SimuLink,loop

53、 of revolution rate1 引言直流電動機具有調速性能好，起動轉矩大，易于在大范圍內平滑調速等優點，其調速控制系統歷來在工業控制中占有及其重要的地位。隨著電力技術的開展，特別是在大功率電力電子器件問世以后，直流電動機拖動將有逐步被交流電動機拖動所取代的趨勢，但在中、小功率的場合，常采用永磁直流電動機，只需對電樞回路進行控制，相比照擬簡單。特別是在高精度位置伺服控制系統、在調速性能要求高或要求大轉矩的場所，直流電動機仍然被廣泛采用2，直流調速控制系統中最典型一種調速系統就是速度、電流雙閉調速系統。直流調速系統的設計要完成開環調速、單閉環調速、雙閉環調速等過程，需要觀察比擬多的性能，再加上計算參數較多，往往難以如意。如在設計過程中使用Matlab中的SimuLink實用工具來輔助設計，由于它可以構建被控系統的動態模型，直觀迅速觀察各點波形，因此調速系統性能的完善可以通過反復修改其動態模型來完成，而不必對實物模型進行反復拆裝調試4。Matlab中的動態建模、仿真工具 SimuLink具有模塊組態方便，性能分析直觀等優點，可縮短產品的設計開發過程，也可以給教學提供了虛擬的實驗平臺。2雙閉環直