第一篇：交流电动机调速系统软件设计-本科论文(精)
XXX大学本科毕业设计(论文电机交流调速软件设计 学生姓名: 学生学号: 院(系: 年级专业: 指导教师:教授 助理指导教师:副教授 二〇一一年六月
Xxx大学本科毕业设计(论文摘要 摘要
本文主要介绍基于意法公司STM32处理器的三相交流异步电动机调速系统的软件设计。详细阐述异步电动机矢量控制系统和电压空间矢量PWM(SVPWM调制技术原理及软件实现。使用IAR公司的EWARM开发环境进行C语言程序开发,同时嵌入μcos-ii实时操作系统,以提高系统的实时性。然后通过MATLAB/Simulink 软件进行仿真验证。实验及仿真结果表明,所设计的三相交流异步电动机调速系统具有转矩脉动小,输出电流波形好,系统响应速度快等优点。
关键词三相异步电动机,矢量控制,SVPWM,STM32,μcos-ii实时操作系统,MATLAB仿真
本科毕业设计(论文 ABSTRACT 目录 绪论 矢量控制的基本原理 电压空间矢量PWM(SVPWM的基本原理 4 STM32简介 μcos-ii实时操作系统简介 基于STM32的μcos-ii实时操作系统移植 7 MATLAB/Simulink仿真软件简介 8 调速系统软件实现 9 调速系统仿真模型及仿真 1 绪论
当前,三相交流异步电动机已广泛应用于现代工业及相关领域,其调速系统显然成为应用的关键,而调速系统的实现有很多种方式。20世纪70年代德国学者Blaschke等人提出了矢量控制方法。这种控制方法就是采用矢量变换使交流异步电机定子电流励磁分量和转矩分量之间实现解耦,交流异步电动机的磁通和转矩分别进行独立控制,从而使交流异步电动机变频调速系统具有了直流调速系统的优点。因此,近几年来得到相当广泛的应用。
矢量控制采用脉宽调制(PWM技术控制输出电压,PWM技术主要有正弦PWM(SPWM、消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM、电流滞环跟踪PWM(CHBPWM、电压空间矢量PWM(SVPWM等控制技术。其中经典的SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电压尽量接近正弦波,并未顾及输出电流的波形。而电流滞环跟踪控制则直接控制输出电流,使之在正弦波附近变化,这就比只要求正弦电压前进了一步。然而交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目标是在电
动机空间形成圆形旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩,这正是电压空间矢量PWM(SVPWM控制技术的控制目标。如此,SVPWM控制技术具有系统逆变器直流端母线电压利用率高、开关损耗小、电动机转矩波动小等优越性能,应用更为广泛。
本文详细阐述异步电动机矢量控制系统和电压空间矢量PWM(SVPWM调制技术原理及基于意法公司STM32处理器的软件实现,同时嵌入μcos-ii实时操作系统,以提高系统的实时性,然后通过MATLAB/Simulink软件进行仿真验证。实验及仿真结果表明,该设计的三相交流异步电动机调速系统具有转矩脉动小,输出电流波形好,系统响应速度快等优点。矢量控制的基本原理 2.1矢量控制的基本思路
通过坐标变换,使异步电动机等效成直流电动机,模仿直流电动机的控制策略,得到直流电动机的控制量,然后经过相应的坐标反变换,就能够控制异步电动机。即通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统(VC 系统。基结构框图如图2-1。
2.2坐标变换 2.2.1坐标变换引出
由于异步电动机的动态数学模型复杂,即是一个多变量(多输入输出,并且电压(电流、磁通、转速、频率之间相互影响的高阶、强耦合、非线性系统,因此,要分析和求解这样的数学模型所列的方程显然是十分困难的。在实际应用中必须设法予以简化,而简化的基本方法就是坐标变换。
2.2.2坐标变换的基本思路
坐标变换的基本思路是能把异步电动机的物理模型等效的变换为类似直流电动机的模式,所依据的原则是:在不同的坐标下所产生的磁动势完全一样。
首先看看直流电动机的物理模型,如图2-1中所示。图中F 为励磁绕组,A 为电枢绕组,其中F 在定子上,A 在转子上。这里把F 的轴线称作d 轴,主磁通Ф的方向就是沿着d 轴的方向;A 的轴线则称为q 轴,由于换向器电刷的作用,电刷两侧每条支路中导线的电流方向总是相同的,因此,电枢磁动势的轴线始终被电刷限定在q 轴位置上,其效果好象一个在q 轴上静止的绕组一样,即电枢绕组。由此可描述直流电动机的物理模型是建立在两个相互垂直的坐标系上的,其中d 轴励磁绕组A 的励磁电流a i 决定主磁通Ф,而q 轴电枢绕组F 的电枢电流f i 在主磁通Ф下产生电磁转矩,与主磁通Ф无关。
在交流电动机三相对称的静止绕组A、B、C 中,通以三相平衡的正弦电流A i ,B i ,C i 时,所产生的合成磁动势是旋转磁动势F ,它在空间呈正弦分布,以同步转速 1 顺着 A-B-C 的相序旋转。其物理模型如图2-2(a 所示。
依据坐标变换的原则,要建立与直流电动机的物理模型等效的物理模型,可由下面的方法进行坐标变换:一是将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系(3/2变换,二是将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系(3s/2r 变换,如图2-2。如
此得到与直流电动机的物理模型的等效的坐标系。2.2.3坐标变换之三相二相变换(2s/2r 变换
2s/2r 变换即二相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换,α、β轴为静止的, d,q 轴是以转速 1ω旋转的,α轴与d 轴的夹角为ϕ,根据文献[8]知,(式2-4 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡C B A β232302121132αi i i i i
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=2323021211322/3C ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=2321232110322/3C ⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡q d s 2/r 2q d βαcos sin sin cos i i C i i i i ϕϕϕϕ 则两相旋转坐标系到二相静止坐标系的变换的变换阵为,(式2-5 由(式2-4两边左乘以变换阵的逆矩阵,可得(式2-6 则二相静止坐标系到两相旋转坐标系变换的变换阵为,(式2-7 2.3异步电动机在两相同步旋转坐标上的数学模型 2.3.1磁链方程
在dq 坐标系的磁链方程为,(式2-8 其中, —— dq 坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感;
—— dq 坐标系定子等效两相绕组的自感;——dq 坐标系转子等效两相绕组的自感;sd ψ、sq ψ、rd ψ、rq ψ分别表示d、q 轴上定子磁链,d、q 轴上转子磁 链;⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos s 2/r 2C ⎥⎦
⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡βαq d cos sin sin cos i i i i ϕϕϕϕ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos r 2/s 2C ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡rq rd sq sd r m r m m s m s rq rd sq sd 00000000i i i i L L L L L L L L ψψψψr m r l L L L +=ms m 23L L =s m s l L L L += sd i、sq i、rd i、rq i 分别表示d、q 轴方向定子绕组电流,d、q 轴方向转子绕组电流;2.3.2电压方程
在dq 坐标系的电压方程为,(式2-9 其中, s R 为转子内电阻,r R 为定子内电阻;1ω为同步角转速,其等于定子频率;s ω为转差,ωωω-=1s ,ω为转子转速;sd u、sq u、rd u、rq u 分别表示d、q 轴方向定子绕组电压,d、q 轴方向转子绕组电压。
2.3.3转矩与运动方程 在dq 坐标系的电转矩方程为，(式2-10 运动方程为,(式2-11 2.3.4异步电动机在两相同步旋转坐标上的状态方程 由于鼠笼型转子内部是短路的,故有 rd u = rq u = 0 ,由代数变换可知,其状 态方程,即s r i--ψω状态方程, ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+-+--+=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡rq rd sq sd r r r s m m s r s r r m 1m m m 1s s s 1m 1m s 1s s rq rd sq sd i i i i p L R L p L L L p L R L p L p L L p L R L L p L L p L R u u u u ωωωωωωωω(rq sd rd sq m p e i i i i L n T-=t n J T T d d p L e ω+=(式2-12(式2-13(式2-14(式2-15(式2-16 其中, ——电机漏磁系数;——转子电磁时间常数。2.4按转子磁链定向的矢量控制 2.4.1按转子定向的旋转坐标系
现令d 轴沿着转子总磁链矢量方向,并称之为M 轴,而q 轴再逆时针转90°,即垂直于转子总磁链矢量,称之为T 轴。即有
r rm rd ψψψ==, 0==rt rq ψψ(式2-17 2.4.2按转子定向的旋转坐标系的状态方程 转矩方程为(式2-18 L p rq sd rd sq r m 2p(d d T J n i i JL L n t--=ψψωsd
r m rq 1rd r rd(1d d i T L T t +-+-=ψωωψψsq r m rd 1rq r rq(1d d i T L T t +---=ψωωψψs sd sq 1sd 2r s 2m r 2r s rq r s m rd r r s m sd d d L u i i L L L R L R L L L T L L L t i σωσωψσψσ+++-+=s sq sd 1sq 2r s 2m r 2r s rd r s m rd r r s m sq d d L u i i L L L R L R L L L T L L L t i σωσωψσψσ+-+--=r r r R L T =r s 2m 1L L L-=σr st r m p e ψi L L n T = 转差方程为(式2-19 d、q 解耦方程(式2-19 2.4.3按转子磁链模型(计算 ϕ 按转子磁链模型如下图图2-3, 2.4.4按转子磁链定向的矢量控制 矢量控制的结构框图如下图2-4，r r st m s 1ψωωωT i L ==-sm r m r 1i p T L +=ψ 电压空间矢量PWM(SVPWM的基本原理 4 STM32简介
4.1基于CORTEX-M3内核的STM32 CORTEX-M3是ARM公司最新推出的基于ARM v7体系架构的处理器核,具有高性能、低成本、低功耗的特点,专门为嵌入式应用领域设计。ARM v7架构采用了Thumb.2技术。保持了对现存ARM解决方案完整的代码兼容性,比单纯 ARM代码少使用3l%的内存,减少了系统开销,同时能够比Thumb技术高出38%的性能。在中断处理方面,CORTEX-M3集成了嵌套向量中断控制器 NVIC。NVIC可以配置 1~ 240 个带有256个优先级、8级抢占优先权的物理中断。同时,抢占(Pre-eruption、尾
链(Tail-chaining、迟到技术(Late-arriving的使用,大大缩短了异常事件的响应事件。CORTEX-M3异常处理过程中由硬件自动保存和恢复处理器状态,进一步缩短了中断响应时间,降低了软件设计的复杂性。
STM32是意法公司基于CORTEX-M3内核的一款高性能单片机,在具有与其它单片机相同功能的同时,在电机控制方面尤为突出,可产生高精度的可控6路PWM 波,其可设置死区时间与故障输出保护,并且设有正交编码器速度反馈接口,实现高精度速度检测。并且意法公司针对交流感应电动机还专门设计了应用程序库,方便使用者二次开发。ARM是目前嵌入式领域应用最广泛的 R I S C微处理器结构,它以低成本、低功耗、高性能等优点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位。
C o r t e x-M3内核是 A R M新型 V 7架构系列的微控制器版本,广泛应用于企业、汽车系统、家庭网络和无线技术领域,特别在电机数字控制领域的性能尤为突出。
4.2STM32的高级定时器 4.2.1高级定时器的结构图 参考文献[11],其结构如下图4-1, 4.2.2高精度PWM产生
时钟可为APB总线频率的2倍,最大72MHz,可提供13.8ns 定时精度。有边沿或中心对称模式,方便PWM波的结构调整。在更新率倍频模式,中心对称模式下无精度损失,每个PWM周期可产生两次中断或DMA连续传输。
4.2.2高精度PWM管理
可编程的死区产生是其最大的特点,由8位寄存器控制死区时间,在时钟为
72MHz时13.8ns 最大精度(从0 到14µs, 非线性。有专门的故障停机输入控制,由关闭6路PWM输出且发出中断请求来实现,且异步操作(无须时钟同步,更适合实时控制。
4.3STM32的速度检测
STM32可直接与增量式正交编码器相连而无需外部逻辑电路,其中正交编码器的第三个输出口,可连至外部中断口来触发定时器的计数器复位。当自动重载寄存器的值配置为正交编码器每转产生的计数脉冲时,则计数器的值直接为转子的角度/位置,非常方便速度检测。
4.4STM32的ADC ADC转换速度可达1MHZ,精度为达12位,采样时间可编程(1.5-239.5个时钟周期,最小采样时间达107ns,满足高性能异步电动机调速的采样频率要求。有多通道基于定时器的扫描采样功能,且每个ADC通道可被来自定时器的6个事件触发,或由外部事件和软件触发,由此可将ADC与定时器并联控制,得到更好的调速性能。μcos-ii实时操作系统简介
µC/OS-II是著名的源代码公开的实时内核,是一个完整的,易移植、易固化、易裁剪的占先式实时多任务内核。µC/OS-II是用ANSI C编写的,包含一小部分与微处理器类型相关的汇编语言代码,使之可供不同架构的微处理器使用。虽然µC/OS-II是在PC机上开发和测试的,但µC/OS-II的实际对象是嵌入式系统,并且很容易移植到不同架构的微处理器上。至今,从8位到64位,µC/OS-II已在超过40中不同架构的微处理器上运行。基于STM32的μcos-ii实时操作系统移植 7 MATLAB/Simulink仿真软件简介 8 调速系统软件实现
8.1调速系统软件的结构图 调速系统软件的结构图如图8-1，磁场定向控制(FOC 软件的流程图如图8-2, 8.2 9 调速系统仿真模型及仿真 电流采样
(A i ,B i ,C i =得到相电流(αi ,βi = Clarke(A i ,B i ,C i(d i ,q i = Park(αi ,βi *d V = PID 调节(d i ,*d i *q V = PID 调节(q i ,*d i(q V ,d V = 饱和处理(*q V ,*d V(αV ,βV = 反Park(q V ,d V SVPWM(αV ,βV
结 束 结论
参考文献
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第二篇：交流调速系统讲义
课程名称：调速系统
班级：电气 09－5 班
时间：2012.9.25 三、四节 第一章
交流调压调速系统 定义：改变异步电动机定子供电电压的大小以调节电动机运行速度的系统，称为交流调压调速系统，这属于转差功率消耗型调速系统。
1.1 异步电动机调压调速的原理 1.1.1 调压调速的原理 根据异步电动机的电磁转矩公式：（也可以叫机械特性方程）
])()/ [(2/ 32 “20 12 ”2 1 1“221X X s r r fs r U nTpe
（1－1）
式中可变的参数只有转差率 s 和定子电压 U 1，当 s 一定时，电磁转矩 T e 与定子电压 U 1正比。一般在一工况下负载转矩不变，改变 U 1，s 随之变化，而同步转速pnfn1160 是不变的，则电动机的转速 n 发生了变化。这就是调压调速的原理。
1.1.2 调压调速的机械特性 根据式（1－1）可得调压调速的机械特性如图 1－1
图 1－1 异步电动机在不同电压下的机械特性 根据图 1－1 曲线可得出异步电动机调压调速机械特性的特点：
1、不同电压时，空载转速 n 0 不变；pnfn n11 060
2、不同电压时，临界转差率 s m 不变；2 ”20 121“2)(X X rrs m
3、调压调速属于一种弱磁调速;根据公式N smK N fU1144.4
0风机类负载特性011N7.0 U1NU1N5.0 U0nECABDSnmSFeTmax
eT图5-1
异步电动机在不同电压下的机械特性
4、调压调速的稳定工作范围为 0 1.1.3 力矩电机调压调速的机械特性 如何解决异步电机调速范围小的问题：只有增大 s m。根据2 ”20 121“2)(X X rrs m 可得，只有增大电动机转子电阻，才能使 s m 增大。这种转子电阻很大的电动机称为力矩电动机。它的调压调速的机械特性如图 1－2 所示。 图 1－2 力矩电动机调压调速的机械特性 力矩电机高压调速机械特性很软,调速范围较大,开环应用不多。 1.1.4 调压调速的方法 1、自耦变压器调压（TU）；－对小容量电机,体积重量大。 2、带直流磁化绕组的饱和电抗器调压（LS）；－控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。 3、晶闸管交流调压（TVC）。用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。 图 1－3 调压器调压 饱和电抗器调压 晶闸管交流调压 1.1.5 晶闸管交流调压电路的控制方式 对电力电子电路中的晶闸管器件，有两种控制方式,现以晶闸管单相交流调压器电路如图 1－4 为例来加以说明: 图 1－4 晶闸管单相调压电路 1、相位控制方式 通过改变晶闸管的导通角来改变输出交流电压。电压输出波形如图 1-5 所示。 特点：输出电压较为精确、快速性好；但有谐波污染。 图 1－5 单相交流调压电路相位控制方式时输出电压波形 2、开关控制方式 把晶闸管作为开关，将负载与电源完全接通几个半波，然后再完全断开几个半波。交流电压的大小靠改变通断时间比 t 0 / tp 来调节。输出电压波形如图 1-6 所示。 图 1－6 单相交流调压电路开关控制方式时输出电压波形 特点：是有级调速，转矩脉动较大，不产生谐波污染，通常用于电加热设备中。 ~RU1U1VT2VT图5-3 晶闸管单相调压电路U0 2 t 图5-4 晶闸管相位控制下的负载电压波形U00t 通 pt 断t 图5-5 晶闸管开关控制下的负载电压波形 1.2 晶闸管三相交流调压电路 1.2.1 三相交流调压电路的接线形式 晶闸管三相交流调压器有多种接线形式，这里列举五种： 图 1－7 三相全波星形联接的调压电路 图 1－8 带零线的三相全波星形联接调压电路 图 1－9 三相半控星形联接的调压电路 图 1－10 晶闸管三角形联接的调压电路 图 1－11 晶闸管与负载接成内三角形的调压电路 1、三相半控星形联接的调压电路 三相半控星形联接的调压电路如图 1－7 所示。 特点：每相电压和电流波形正、负不对称，负载电路中有偶次谐波，不存在直流分量，输出转矩小，效率低。 应用：要求不高的小容量场合。 2、晶闸管三角形联接的调压电路 晶闸管三角形联接的调压电路如图 1－10 所示 特点：电路结构简单，谐波成分复杂，运行效率低。 应用：小容量电动机。 3、带零线的三相全波星形联接调压电路 带零线的三相全波星形联接调压电路如图 1－8 所示 特点：零线电流大，谐波对电机和电网影响大。 应用：很少应用。 电气工程综合实训（matlab）报告 题 目 电动机调速系统仿真 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 指 导 教 师 时 间 一、课程设计目的1、掌握MATLAB环境下传递函数建模和Power System模块建模的方法； 2、根据控制对象的物理特性，掌握控制系统动态建模的方法和分析方法； 3、了解控制系统校正的一般过程，根据被控对象的性能指标要求进行系统校正。 二、课程设计内容 1、某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下： 直流电动机：220V、17A、1460r/min、，允许过载倍数。 晶闸管装置放大系数：； 电枢回路总电阻：； 时间常数：，； 电流反馈系数：； 转速反馈系数：。 设计一转速电流双闭环控制的调速系统，设计指标为电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量。取电流反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数。取转速调节器和电流调节器的饱和值为12V，输出限幅值为10V，额定转速时转速给定。仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。 要求： （1）根据转速电流双闭环控制的直流调速系统动态结构图，按传递函数构建仿真模型； （2）按工程方法设计和选择转速和电流调节器参数，ASR和ACR都采用PI调节器。 （3）设定模型仿真参数，仿真时间10s，并在6s时突加1/2额定负载，观察控制系统电流、转速响应。 （4）修改调节器参数，观察在不同参数条件下，双闭环系统电流和转速的响应，（5）使用Power System模块建立直流电机双闭环系统仿真模型，并与传递函数模型运行结果进行比较。 可能会用到的公式：= 供电电源电压：=.励磁电阻为： 电枢电感估算式：（c=0.4） 反电势常数： 电动机轴上的飞轮惯量： 电动机转动惯量： 额定负载转矩为： （1） 设计思路： 在直流调速系统中，通过PI调节器实现的转速负反馈控制，可使系统转速稳态无静差，消除负载转矩扰动对稳态转速的影响；为实现在允许条件下电机的最快起动，采用电流负反馈控制，可以获得一段使电流保持为最大值的恒流过程。为了使转速负反馈和电流负反馈起作用，可在系统中设置两个调节器，分别引入两种负反馈机制以调节转速和电流，其中，把转速调节器（ASR）的输出当作电流调节器（ACR）的输入，再用ACR的输出去控制电力电子变换器。 此处作为工程设计方法，可以将调节器的设计过程分为两步：第一步，先选择调节器的结构，以确保系统稳定，同时满足所需的稳态精度；第二步，在选择调节器的参数，以满足动态性能指标的要求。为获得良好的静态和动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。 转速电流双闭环控制的直流调速系统动态结构图 （2） 参数计算过程： ACR设计过程： ①确定各时间常数 a．由查表可知，三相桥式整流装置的滞后时间常数s； b．由题已知电流滤波时间常数s； c．按小时间常数近似处理，取电流环小时间常数之和s。 ②选择ACR结构 根据设计要求，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计PI型ACR，其传递函数为；由于，由查表可知，各项指标均满足条件。 ③计算ACR参数 ACR超前时间常数：s； ACR开环增益：要求时，取，因此 所以，ACR的比例系数为 ④检验近似条件 电流环截止频率： a．校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件，满足近似条件； b．校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件，满足近似条件； c．校验电流环小时间常数近似处理条件，满足近似条件；综上所述，PI型ACR的传递函数为 ASR设计过程： ①确定各时间常数 a．由可得，电流环等效时间常数为 s； b．由题已知转速滤波时间常数s； c．按小时间常数近似处理，取转速环小时间常数之和为 s； ②选择ASR结构 根据设计要求，可选用PI型ACR，其传递函数为；由于，由查表可知，各项指标均满足条件。 ③计算ASR参数 根据跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则ACR超前时间常数为s 由可得，ASR开环增益为 由可得，ASR的比例系数为 ④检验近似条件 转速环截止频率： a．校验电流环简化条件，满足简化条件； b．校验转速环小时间常数近似处理条件，满足近似条件； ⑤校核转速超调量 当突加阶跃给定时，ASR饱和，所以此处应按照退饱和的情况重新计算超调量。当h=5时，查得，则超调量为 显然，能满足设计要求。 综上所述，PI型ASR的传递函数为 （3） 仿真模型与波形图（注：图要有图标）： 仿真模型： 图1-1转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真模型 仿真时间10s，并在6s时突加1/2额定负载：电流调节器KT=0.5： 图1-2 KT=0.5电流波形 图1-3KT=0.5电流、转速响应波形 电流调节器KT＝0.25时： 图1-4KT＝0.25 电流波形 图1-5KT＝0.25电流、转速响应波形 电流调节器KT=1时： 图1-6KT=1电流波形 图1-7 KT=1电流、转速响应波形 （4） 对结果进行分析： 电流调节器KT=0.5，电压调节器h=5时的电流和转速的响应跟随性能超调小，动态跟随性能适中。电流调节器KT＝0.25时，可看出起动时电流响应超调减小，但上升时间变长。电流调节器KT=1时，可看出起动时电流响应超调增大，但上升时间变短。 （5） 使用Power System模块建立直流电机双闭环系统仿真模型： 图1-8Power System模块建立直流电机双闭环系统仿真模型 图1-9Power System模块建立直流电机双闭环系统仿真波形 2、转速开环SPWM控制的变频调速系统建立和仿真 上图为此系统的总框图，其中spwm模块，inverter模块是经过封装的子系统模块，子系统模块需要自己搭建。 提示：1）、调制波是三相正弦调制波，其中 2）、等腰三角波可用脉冲发生器（幅值设为4，周期设为1 /1980,占空比设为50%）和一个常数2比较，得到新的脉冲，再经过积分环节，得到等腰三角形波，再经过一个增益模块（1980*2）对其进行放大，（也可以不按照我的方法，但是最后得到的仿真时长为0.01s时的三角波形需如图所示：） 3）、正弦调制波模块和三角波模块组合到一起，两个信号比较后经延时（relay模块）进行大于还是小于的判断，从而得到正负半周都有的脉冲波形。正半周用来驱动逆变器的上桥臂，负半轴驱动下桥臂。 4）、逆变器的仿真模块我们用3个switch模块构成等效的逆变桥，又前面生成的spwm波形送入这个逆变环节，然后送入电动机模型，而不必考虑驱动电路，因为仿真过程中没有电压，电流的概念，而是纯粹的数字来体现的电压和电流。Ud是经过整流，滤波后的直流电，在仿真中用一个常数代替。 5）电机参数： 额定功率2200VA，额定电压（线电压）380V，额定频率50Hz,转速1500r/min,定子电阻Ra=0.435欧，转子电阻Rr=0.816欧，定子电感Ls=0.004H，转子电感Lr=0.002H，定、转子互感Lm=0.06931，极对数np=2，转动惯量J=0.089kgm2，摩擦系数F=0，仿真类型选用Continurous，Variable-step，算法采用ode23s（stiff/Mod.Rosenbrock）,仿真时长1s，由于电机控制数据量较大，Scope中的记录点数限制取消。 6）要求空载启动后，在0.3s时对系统突加10Nm负载，0.5s时负载突变为20Nm，0.7s时负载又突减为5Nm,记录下整个过程的相关波形图，除了图示示波器，等腰三角形子模块的波形也需要显示，所有波形图中需要标出是那种曲线。 7）给出子系统的仿真图。 （1） 设计思路： ①正弦调制仿真模型的搭建：调制波是三相正弦调制波，其中 图2-1 正弦调制仿真模型结构图 图2-2 正弦调制仿真波形 ②等腰三角载波仿真模型:等腰三角波可用脉冲发生器（幅值设为4，周期设为1 /1980,占空比设为50%）和一个常数2比较，得到新的脉冲，再经过积分环节，得到等腰三角形波，再经过一个增益模块（1980*2）得到。 图2-3等腰三角载波仿真模型 图2-4等腰三角载波仿真波形 ③SPWM仿真模型的搭建： 将以上两个模块组合到一起，正弦和三角信号比较后经延时（MATLAB/Simulink中的Relay模块）进行大于“0”还是小于“0”的判断，这样得到了所要的正负半周都有的脉冲波形。正半周驱动六相桥的上桥臂，负半周用来驱动下桥臂。 图2-5SPWM仿真模型 图2-6SPWM仿真波形 ④逆变器的仿真模型： 逆变器的仿真模块我们用3个switch模块构成等效的逆变桥，又前面生成的spwm波形送入这个逆变环节，然后送入电动机模型，而不必考虑驱动电路，因为仿真过程中没有电压，电流的概念，而是纯粹的数字来体现的电压和电流。Ud是经过整流，滤波后的直流电，在仿真中用一个常数代替。 图2-7逆变器的仿真模型 （2） 参数计算过程： 额定功率2200VA，额定电压（线电压）380V，额定频率50Hz,转速1500r/min,定子电阻Ra=0.435欧，转子电阻Rr=0.816欧，定子电感Ls=0.004H，转子电感Lr=0.002H，定、转子互感Lm=0.06931，极对数np=2，转动惯量J=0.089kgm2，摩擦系数F=0，仿真类型选用Continurous，Variable-step，算法采用ode23s（stiff/Mod.Rosenbrock）,仿真时长1s，由于电机控制数据量较大，Scope中的记录点数限制取消。输入逆变器的整流电压取：Ud＝V。 电机参数设置： （3） 仿真模型与波形图（注：图要有图标）： 仿真模型： 图2-8转速开环SPWM控制调速系统仿真模型 仿真波形： 图2-9负载变化曲线 图2-10转速n波形 图2-11电磁转矩Te波形 图2-12转子电流Ir波形 图2-13定子电流Is波形 （4） 对结果进行分析： 空载起动，电磁转矩较大但存在一定波动，转速快速上升，大约经过0.15s达到稳定1500r/min，转子电流正负变化趋近于0，定子电流稳定后为三相对称电流；在0.3s时对系统突加10Nm负载，转速下降，电磁转矩上升；0.5s时负载突变为20Nm，转速下降，电磁转矩上升；0.7s时负载又突减为5Nm，转速上升，电磁转矩下降。可见，开环控制转速有静差。 三、课程设计总结 短短的一周matalab课程设计，让我得到最大的心得和体会是：有时候一件挺简单的事，想象起来应该是挺容易办到的，但是实际操作起来因为自身缺乏的知识太多而遭到处处碰壁，在此次课程设计中，我真真切切感觉到matalab强大的功能，第一次让我感觉到什么叫做学以致用，以及让我体会到理论与实际直接的结合，让我掌握了matalab环境下传递函数建模和Power System模块建模的方法，我觉得matalab真的是一门很强大的工具，我想在以后的学习以及工作中将受益无穷。 江SU大学 摘要：通过远端计算机控制变频器来使电动机变频调速 Abstract：through Remote terminal to control the inverter to change the frequency control of motor speed 关键词：电动机，变频器，变频调速，远程控制 Key words:motor,inverter,frequency control，remote contorl 目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床风机，泵类，电梯，空调等一系列民用，工用设备的电力源和动力源，并起到了节能省电，提高设备自动化，提高产品质量，改善生活水平的良好效果。三相异步电动的原理 右图是电动机的基本结构: 三相异步电动机的两个最基本组成部分分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。其中电动机之所以能够转动，很重要的原因是因为电机在通三相交流电的时候，定子上会产生一个旋转地磁场。当磁场与导体发生相对运动的时候，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是电动机的基本原理，且旋转的磁场和闭合的转子绕组的转速不同，这也是异步的含义。如何让电动机反转： 闭合的转子是跟着磁场旋转地方向运动的，要使电动机反转，可以改变旋转磁场的方向。旋转磁场的方向是由定子中三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变，这时，电动机就处于反转状态。另外，电动机的转速n= 60f，其中f表示输入的三相电的频率，p表示电动机的p极数。所以我们可以通过控制频率来达到控制电动机转速的目的。 变频器的原理： 下图为交-直-交变频器的简易主电路，它先把从电网上接进来的频率和电压都固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率，电压都可连续可调的三相交流电源。 在图中的整流部分是由二极管构成的桥式电路，他的输出电压的平均值Ud不变，如果要是Ud连续并且可调，则可使用晶闸管代替二极管来控制起关断。整流之后，是滤波，滤波电路可分为电容滤波和电感滤波。如果用电容滤波就构成电压源变频器，如果是电感滤波则构成电流滤波器。 当然，想要控制电动机，逆变出来的电压才是控制的关键。通过改变开关的状态，可以逆变出不同频率和电压的交流电，从而控制电动机的变频调速。 变频调速原理： 在异步电动机调速时，总希望保持主磁通φm为额定值，有异步电动机定子每相电动势有效值Es4.44f1N1KΦm可知，如果略去定子阻抗下降，有 UsEs4.44f1N1KΦm (1)有上式可知，若定子端电压不变，随着f1升高，φm将减小，如果在电流相同的情况下，φm减小会导致电动机输出转矩下降，严重时会是电动机堵转。因此，在变频器调速过程中应该同时改变定子电压和频率，以保持磁通不变。实验所用的是通用变频器，是变压变频（VVVF）装置。调节频率的时候电动机的电压也会变化。电动机额定电压对应的是基频，在基频下进行调速时，电压与频率满足电动机的V/F曲线，有恒转矩和恒定压比调速，如图1。但是在基频以上是，由于电压将不会再上升，属于恒功率调速，如下图。 电机变频远程控制： 在自动化的工业生产中，变频控制往往与计算机远程控制相联系在一起，从而实现电机的远程变频控制。对三相异步电动机的远程变频控制有2种方案：开环控制和闭环控制。 在控制理论中，定义能够自动追踪，将输出信号的一部分反馈回输入端，进行自动有差调节的控叫做闭环控制；输出与输入无反馈关系，即不能进行自动调整的控制方式叫做开环控制。 在开环控制中，通过计算机的串行口发出指令，经过D/A（数字信号模拟信号转换器）信号转换，将计算机的指令送入变频器，从而控制电机。在闭环控制中，通过计算机的串行口发出指令，经过D/A 信号转换，将计算机的指令送入变频器，带动电机，同时利用速度传感器将电机的转速通过A/D（模拟信号数字信号转换器）转换，反馈给输入端，计算机将电机的实际运行转速与发出指令应达到的转速相比较，实现有差调节，从而达到电机转速的精确控制。 在电机的变频远程控制中，无论是采用开环控制还是采用闭环控制，都存在利用计算机的串口发送数据的问题。发送数据时可以握手，也可以没有握手，握手可以是硬件握手，也可以是软件握手。如果不使用握手，则接收器必须能在发送器发送下一个数据之前读取当前数据30 6。接收器可以缓冲接收到的字符，在该字符被读取之前将它保存在一个特殊的地址里。通常，这可能只保留单个字符。如果在下一个字符到来时，这个缓存没有被清空，则缓存内以前的任何字符都会被覆盖，下图显示了这样的一个例子。 在这个例子里，接收器成功地读取了缓冲区的2个字符，但是当第4 个字符来到的时候它还没有读取第3个字符，这样第4 个字符就覆盖了第3个字符。如果发生这种情况则必须采取一定的握手措施，在接收器读取数据之前让发送器停止发送数据。硬件握手由发送器向接收器询问是否准备好接收数据。如果接收缓存是空的，则接收器通知发送器可以发送。数据一旦到达接收缓存，接收器立即通知发送器停止发送，直到缓存中的数据被取走。用于这一目的几个硬件信号包括： (1）CTS 清除发送（CLEAR TO SEND）；(2)RTS 准备接收（TEADY TO SEND）； (3)DTR数据终端准备好（DATA TERMINAL READY）；(4)DSR数据装置准备好（DATA SET READY）。 软件握手使用特定的控制字符。即DC-1~ DC-4控制字符。 结语： 交流变频调速具有系统体积小，重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简单，通用性强，使传动控制系统具有优良的性能，同时节能效果明显，产生的经济效益显著。尤其当与计算机通信相配合时，使得变频控制更加安全可靠，易于操作（由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能），变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用，让工业自动化程度得到更大的提高 参考文献： [1]张剑杰，王树林.三相异步电动机变频调速的实现 2004.01 [2]肖朋生.张文.王建辉.变频器及其控制技术 机械工业出版社 2008.2 软件设计模式浅析 陈亚东 （中原工学院软件学院，河南 郑州450000） 摘要：什么是软件设计模式呢？其实广义的来讲，软件设计模式是可解决一类软件问题并且能反复使用的软件设计方案；狭义的来讲，软件设计模式是对被用来在特定场景下解决一般设计问题的类和相互通信的对象的描述。是在类和对象的层次描述的可反复使用的软件设计问题的解决方案。软件设计模式通常描述了一组相互紧密作用的类与对象。 在课堂学到的软件设计模式，我学习的并不好，对各种模式的运用和实现，感觉简单，但是要做起来还是有些难度。本文简单讲述了以面向对象技术为基础的软件设计模式的分析。 关键词：设计模式；设计方案；面向对象 中国分类号：TP311.5文献标志码：A Software design patterns is analysed Chenyadong （Zhongyuan University of TechnologySoftware college，henan zhengzhou450000）Abstract: What is a software design pattern? Actually, broadly speaking, the software design pattern is a type of the software can solve the problem and the repeated use of the software design;Narrowly speaking, the software design pattern is to be used in specific scenarios and communicate with each other to solve the problem of general design of the description of the object.Is described in the level of the classes and objects can be repeated use of the software design of the solution of the problem.Software design patterns usually describes a set of mutually close function classes and objects.Learned in the class of software design pattern, I'm not a very good learning, for the use of various patterns and implementation, feeling is simple, but want to do or some difficulty.This article simply describes the software design based on object-oriented technology pattern analysis.Key words: design patterns;Design scheme;object-oriented 对于软件设计模式，从上课到现在，我在头脑中还没有一个完整的概念，主要是因 为我的基础比较差，凭自身能力还不能写出 来一个项目。通过上网搜索，知道了什么是 软件设计模式，它是一套被反复使用，多数 人知晓的，经过分类编目的，代码设计经验的总结，使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性 [1]厂模式、单例模式、生成器模式、工厂方法模式、原型模式、适配器模式等等。 一、设计模式 模式是用来描述所交流的问题及解决方案的,一个完整的设计模式主要由模式名称、问题、解决方案、效果四个基本要素组成。设计模式体现的是程序整体的一种构思，所以有时候它也会出现在分析或者是概要设计阶段中，设计模式的核心思想是通 过增加抽象层，把变化部分从那些不变的部[2][2]。软件设计模式分为基础模式、委托模式、接口模式、代理模式、创建型模式、抽象工 分中分离出来。这就是我所了解的设计模式。设计模式有五种原则，“开-闭”原则（OCP）、单一职责原则(SRP)、里氏代换原则(LSP)、依赖倒置原则(DIP)和接口隔离原则(ISP)[3]，设计模式就是实现了上面所说的五种原则，从而达到了代码复用、增加可维护性的目的。 在设计模式经典著作《GOF95》中，设计模式从应用的角度上被分为三个大的类型，分别是创建型模式、结构型模式和行为型模式。又根据模式的范围分，模式既用于类又用于对象，类模式是处理类和子类之间的关系，这些关系通过继承建立，是静态的，在编译时刻便确定下来了；对象模式是处理对象间的关系，这些关系在运行时刻是可以变化的，更具动态性。从某种意义上来说，几乎所有模式都使用继承机制，所以“类模式”只指那些集中于处理类间关系的模式，而大部分模式都属于对象模式的范畴。 二、设计模式的分类 创建型设计模式是用来创建对象的模式，抽象了实例化过程，工厂模式、抽象工厂模式、单件模式、生成器模式、原型模式都属于创建型设计模式。简单来说一下创建型结构模式有哪几种模式吧，首先说一下工厂模式，工厂模式：客户类和工厂类分开，消费者任何时候需要某种产品，只需要向工厂请求即可，消费者无须修改就可以接纳新产品；缺点就是当产品修改时，工厂类也要做出相应的修改。比如：如何创建及如何向客户端提供。抽象工厂模式：为一个产品族提供统一的创建接口，当需要这个产品族的某一系列的时候，可以从抽象工厂中选出相应的系列创建一个具体的工厂类。单件模式：保证一个类有且仅有一个实例，提供一个全局访问点。生成器模式：将复杂对象创建与表示分离，同样的创建过程可创建不同的表示，允许用户通过指定复杂对象类型和内容来创建对象，用户不需要知道对象内部的具体构建细节。原型模式：通过“复制”一个已经存在的实例来返回新的实例（不新建实例）。被复制的实例就是“原型”，这个原型是可定制的。原型模式多用于创建复杂的或者耗时的实例，因为这种情况下，复制一个已经存在的实例使程序运行更高效；或者创建值相等，只是命名不一样的同类数据。这几种模式老师也让做过作业，做起来感觉也挺简单的。 结构型模式讨论的是类和对象的结构，它采用继承机制来组合接口或实现（类结构型模式），或者通过组合一些对象来实现新的功能（对象结构型模式）。结构型模式有这几种模式，组合模式：定义一个接口，使之用于单一对象，也可以应用于多个单一对象组成的对象组。装饰模式：给对象动态添加额外的职责，就好像给一个物体加上装饰物，完善其功能。代理模式：在软件系统中，有些对象有时候由于跨越网络或者其他障碍，而不能够或者不想直接访问另一个对象，直接访问会给系统带来不必要的复杂性，这时候可以在客户程序和目标对象之间增加一层中间层，让代理对象来代替目标对象打点一切，这就是代理模式。享元模式：Flyweight是一个共享对象，它可以同时在不同上下文（Context）使用。外观模式：外观模式为子系统提供了一个更高层次、更简单的接口，从而降低了子系统的复杂度，使子系统更易于使用和管理。外观承担了子系统中类交互的责任。桥梁模式：桥梁模式的用意是将问题的抽象和实现分离开来实现，通过用聚合代替继承来解决子类爆炸性增长的问题。适配器模式：将一个类的接口适配成用户所期待的接口。一个适配器允许因为接口不兼容而不能在一起工作的类工作在一起，做法是将类自己的接口包装在一个已存在的类中。对于这几种模式，我理解的太笼统，也不太明白，只是根据这些定义来用心理解来消化。 行为型设计模式着力解决的是类实体之间的通讯关系，希望以面向对象的方式描述一个控制流程。行为型设计模式种类比较多，其中观察者模式和访问者模式运用的比较多。模版模式：定义了一个算法步骤，并允许子类为一个或多个步骤提供实现。子类在不改变算法架构的情况下，可重新定义算法中某些步骤。观察者模式：定义了对象之 间一对多的依赖，当这个对象的状态发生改变的时候，多个对象会接受到通知，有机会做出反馈。迭代子模式：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中各个元素, 而又不需暴露该对象的内部表示。责任链模式：很多对象由每一个对象对其下一个对象的引用而连接起来形成一条链。请求在这个链上传递，直到链上的某一个对象决定处理此请求。发出这个请求的客户端并不知道链上的哪一个对象最终处理这个请求，这使系统可以在不影响客户端的情况下动态的重新组织链和分配责任。备忘录模式：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。这样以后就可将该对象恢复到原先保存的状态。命令模式：将请求及其参数封装成一个对象，作为命令发起者和接收者的中介，可以对这些请求排队或记录请求日志，以及支持可撤销操作。状态模式：允许一个“对象”在其内部状态改变的时候改变其行为，即不同的状态，不同的行为。访问者模式：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作。可以在不改变各元素的类的前提下定义作用于这些元素的新操作。解释器模式：给定一个语言，定义它的文法的一种表示，并定义一个解释器，这个解释器使用该表示来解释语言中的句子。中介者模式：用一个中介对象来封装一系列的对象交互。策略模式：定义一组算法，将每个算法都封装起来，并且使它们之间可以互换。策略模式使这些算法在客户端调用它们的时候能够互不影响地变化。因为是学时太少的原因，老师讲的模式并不多，这几个模式好多都没有讲，我们只能根据一些书籍和资料来学习。 三、模式分析 对于工厂模式，是最常见的一种模式之一。在面向对象编程中, 常用的方法是用new操作符构造对象实例，但在有些情况下，new操作符直接生成对象会带来一些问题。创建对象之前必须清楚所要创建对象的类信息，但个别情况下无法达到此要求，譬如打开一个视频文件需要一个播放器对象，但是用户可能不知道具体播放器叫什么名字，需要系统分派给这个视频文件一个合适的播放器，这种情况下用new运算符并不合适。许多类型对象的创造需要一系列步骤，比如需要计算或取得对象的初始设置，需要选择生成哪个子对象实例，在生成需要对象之前必须先生成一些辅助功能对象。在这些情况, 新对象的建立就是一个 “过程”，而不仅仅是一个操作。为了能方便地完成这些复杂的对象创建工作，可引入工厂模式。工厂模式的实例分析： // EventFactory类 public class EventFactory:LogFactory{ public override EventLog Create(){ return new EventLog();} } // FileFactory类 public class FileFactory:LogFactory{ public override FileLog Create(){ return new FileLog();} } 客户程序有效避免了具体产品对象和应用程序之间的耦合，增加了具体工厂对象和应用程序之间的耦合，在类内部创建对象通常比直接创建对象更灵活，通过面向对象的手法，将具体对象的创建工作延迟到子类，提供了一种扩展策略，较好的解决了紧耦合问题。 工厂模式客户端程序： public class App { public static void Main(string[] args){ LogFactory factory = new EventFactory(); //FileFactory factory = new FileFactory(); Log log = factory.Create(); log.Write();} } 对于抽象工厂模式，在软件系统中，经常面临“一系列相互依赖对象”的创建工作，由于需求变化，这“一系列相互依赖的对象”也要改变，如何应对这种变化呢？如何像工厂模式一样绕过常规的”new”，提供一种“封装机制”来避免客户程序和这种“多系列具体对象创建工作”的紧耦合呢？其中有一种说法就是可以将这些对象一个个通过工厂模式来创建。但是，既然是一系列相互依赖的对象，它们是有联系的，每个对象都这样解决，如何保证他们的联系呢？所以运用抽象工厂模式，是一种有效的解决途径。抽象工厂模式提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定他们具体的类。适用于一个系统独立于其产品创建、组合和表示时，一个系统由多个产品系列中的一个来配置时，强调一系列相关产品对象的设计以便进行联合时，提供一个产品类库，只想显示其接口而非实现时。抽象工厂模式的结构，如下图： 图1抽象工厂模式的结构 抽象工厂模式与工厂模式的区别就在于工厂模式提供一个接口，用于创建相关和依赖对象的家族，而不需要明确指定具体类。抽象工厂模式允许客户使用抽象接口来创建一组相关产品，而不需要关心具体实际产出的产品是什么。 对于适配器模式，是将一个类的接口，转换成客户期望的另一个接口，适配器让原本接口不兼容的类可以一起工作。打个比方 说，一个team要为外界提供S类服务，但team里面没有能够完成此项任务的member，只有team外的A可以完成这项服务。为保证对外服务类别的一致性（提供S服务），一是将A招安到team内，负责提供S类服务，二是A不准备接受招安，可安排B去完成这项任务，并让B做好A的工作，让B工作的时候向A请教，此时，B是一个复合体（提供S服务，是A的继承弟子）。这种模式的使用过程是客户通过目标接口调用适配器的方法对适配器发出请求，适配器使用被适配者接口把请求转换成被适配者的一个或者多个调用接口，客户接收到调用的结果，但并未察觉这一切是适配器在起转换作用。就是将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。适配器模式有三种适用场合，一是使用一个已经存在的类，而它的接口不符合要求，二是创建一个可以复用的类，该类可以与其他不相关的类或不可预见的类（即那些接口可能不一定兼容的类）协同工作，三是使用一些已经存在的子类，但不可能通过子类化以匹配各自接口。对象适配器可以适配它的父类接口。适配器模式还分为了累适配器和对象适配器两种，这里就不再具体介绍了。适配器模式的优点就是方便设计者自由定义接口，不用担心匹配问题，而它的缺点是这个模式属于静态结构，由于只能单继承，所以不适用于多种不同的源适配到同一个目标。 对于命令模式，将一个请求封装为一个对象，可用不同请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。这种模式的适用性是抽象出待执行的动作以参数化某对象，在不同时刻指定、排列和执行请求，支持取消操作，支持修改日志，用构建在原语操作上的高层操作构造一个系统。命令模式的实现： public class Receiver{//接收者public void action(){ System.out.println(“我在行动 ");} } public interface Command {//抽象命令 public abstract void execute();} public class ConcreteCommand implements Command{//具体命令Receiver rcv;//含有接收者的引用 ConcreteCommand(Receiverrcv){this.rcv=rcv;}publicvoid execute(){rcv.action();}//执行命令} public class Invoker{//请求者Command command;public command){ this.command=command;} public void startExecuteCommand(){command.execute();} } public class Application{//客户程序public static void main(String args[]){Command ConcreteCommand(r); Invoker i=new Invoker();i.startExecuteCommand();} } 命令模式的结构： command=new void setCommand(Command 图2命令模式的结构 命令模式中请求者不直接与接收者交互，即请求者不包接收者的引用，彻底消除了彼此之间的耦合。满足“开-闭原则”。如果增加新的具体命令和该命令的接受者，不必修改调用者的代码，调用者就可以使用新的命令对象；反之，如果增加新的调用者，不必修改现有的具体命令和接受者，新增加的调用者就可以使用已有的具体命令。由于请求者的请求被封装到了具体命令中，就可以将具体命令保存到持久化的媒介中，在需要的时候，重新执行这个具体命令。因此，使用命令模式可以记录日志。使用命令模式可以对“请求”进行排队。每个请求都各自对应一个具体命令，因此可以按一定顺序执行这些具体命令。 四、总结 在现代软件开发当中，软件设计模式起 到至关重要的作用。尤其是自从面向对象的语言普遍使用以后，促成了团队合作设计的软件设计几乎成了不可能完成的任务。软件设计模式在程序中的运用是非常广的，在程序设计的过程中，是对反复出现的问题的很用设计模式可确保更快的开发正确的代码，并且降低在设计或者视线中出现的错误的可能性。通过学习软件设计模式这门课程，了解到这么多种模式，虽然还不能熟练运用和操作，但是我会在以后的工作和实践中去多加锻炼。 Receiverr=new Receiver();热潮，而在此时，没有一个好的设计模式，i.setCommand(command);好的解决办法，是良好思路的经验集成。使 参考文献： [1]钟茂生，王文明。软件设计模式及其使用[J].计算机应用，2002，22(8):32-35 [2]Gamma E.Design patterns elements of reusable object-oriented software[M].北京：机械工业出版社,2002 [3]廖志刚，李增智。设计模式在系统中的应用[J]。计算机工程与应用，2002,(12):7-10第三篇：电气工程综合实训（matlab）报告电动机调速系统仿真
第四篇：异步电动机调速论文
第五篇：软件设计模式浅析论文
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