开环直流调速控制系统是一种常见的电机控制方案，它主要由直流电机、电源、控制器和反馈元件等部分组成。在这个系统中，控制信号直接作用于电机，而没有反馈回路来修正控制误差，因此其性能主要依赖于设计者的精确计算和预估。
1. **开环直流调速控制系统的组成**：
- **直流电机**：是系统的核心部件，负责将电能转化为机械能，其性能直接影响到系统的运行特性。
- **电源**：提供电机所需的直流电压，通常由整流桥和滤波电容构成，以确保稳定的电源供给。
- **控制器**：通常为斩波器或脉宽调制器(PWM)，用于改变电机的输入电压，从而调整电机的速度。
- **反馈元件**（在开环系统中可选）：虽然开环系统没有正式的反馈回路，但在一些设计中可能会有简单的速度指示器，但这些信息并不用于纠正控制。
2. **开环直流调速控制系统仿真**：
- **基于数学模型的仿真**：这是设计和分析控制系统的重要方法，通过建立电机的动态数学模型（如转矩、速度和电流的关系），在MATLAB/Simulink等软件中进行仿真，可以预测系统在不同工况下的行为。
- **系统I仿真模型**：图1-3所示为一个典型的仿真模型，包括电机、控制器和负载等元素。模型中的参数如L（电感）、R（电阻）、K（电机常数）等会影响系统的动态响应。
- **电动机转速输出曲线**：如图1-4所示，展示了电机在不同控制信号下的转速变化，这对于理解系统的稳定性和瞬态响应至关重要。
3. **仿真过程中的参数设置**：
- **A相电压源参数**：设定电机供电电压，影响电机的转矩和速度。
- **平波电抗器参数**：电抗器用于滤波，减少电压波动，提高系统稳定性。参数设置如图2-4所示。
- **子系统封装**：为了简化仿真模型，将复杂的功能模块封装成子系统，如同步脉冲触发器，这样可以提高模型的清晰度和可读性，如图2-5所示。
- **仿真参数设置**：包括时间步长、仿真时间等，如图2-6所示，它们决定了仿真的精度和运行时间。
在实际应用中，开环直流调速控制系统由于其结构简单、成本低而被广泛采用，但因为缺乏反馈，其控制精度和抗干扰能力相对较弱。对于需要高精度控制的场合，通常会采用闭环控制系统，通过反馈来实现更精细的控制。
