直流电动机转速自动控制系统系统实验资料报告材料.doc

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1、设计报告正文第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1广义对象的组成原理1.1.1被控对象直流电动机工作原理和被控制量1、被控对象：电动机被控量：电动机的转速2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产生感应电势。b5E2RGbCAPN极下到导体中的电流流出纸面，用表示。S极下到导体中的电流流出纸面，用表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为F=

2、BLI式中，F的单位为牛顿

3、过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流<或电压）是原来的β倍的大信号，这种现象成了功率放大。而场效应管则是栅极变化一毫伏，原极电流变化一安，就成称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率输出，并非真的将功率放大了。DXDiTa9E3d1.1.3测速元件工作原理因此电刷两端的感应电势与电机的转速成正比，即电势值能表征转速的大小，因此直流测速发电机可以把转速信号转换成电视信号，从而用来测速。RTCrpUDGiT测速装置由电机，光栅盘，等组成。1

4、.2广义对象数学模型的建立1.2.1广义对象时间响应特性的测试1.2.1.1测试实验原理图输入——>_____------------à-输出nG(s>G(s>=GnΦ(s>=<可以消除干扰）1.2.1.2测试过程与方法时域法：通过测量对应特定输入信号的系统输出响应，来确定系统的传递函数。5PCzVD7HxA按t1/t2的值估计结构形式i.当t1/t2<0.32可以用一阶惯性环节近似G(S>=,T=，附加e-ts(时间死区延迟>ii.当0.32=,T1+T

5、2=(t1+t2>/2.16,T1·T2/iii.t1/t2=0.46,G(S>=K/(ToS+1>2，To=iv.t1/t2>0.46,G(S>=K/(TS+1>n，n=<+0.5）2n为整数T=1.2.1.3测试结果曲线转速为2000转∕分时的曲线：T1时刻三截图:T2时刻的三截图:N<0）及N<∞）的截图:当前转速稳态值C<∞）=1992稳态时间ts=0.11s0.8[C(∞>－C(0>]+C(0>=16600.4[C(∞>－C(0>]+C(0>=1074jLBHrnA

6、ILg计算得：综上，系统数学模型可近似为二阶惯性系统系统闭环传递函数为：系统开环传递函数为：第二章单闭环转速控制系统分析计算2.1未校正闭环控制系统的结构图简单模型建立的步骤有：1>建立模型窗口。2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，对模块进行连接，从而构成需要的系统模块。xHAQX74J0XD/A电压放大功率放大开关直流电机2.2未校正系统的稳定性分析一、未加校正时闭环系统稳定性分析用劳斯判据：s20.000039491s10.0370s00.0370可以判断出系统稳定。二、未加校正时闭环系统的稳态误差分析图2.1稳态误

7、差分析图(1>.峰值时间tp阶跃响应曲线第一次越过稳态值而达到峰点需要的时间。(2>.超调量σ%阶跃相应超出稳态值的最大偏差量与稳态值之比的百分数，即σ%=×100%式中为h为h(t>的稳态值；若h(∞>=1时，超调量即为σ%。一般情况下，超调量愈大，系统的瞬态响应振荡得越厉害，因此，超调量的大小在一定程度上反映了系统振荡的趋势。LDAYtRyKfE(3>.调节时间ts响应到达并停留在稳态值的5%误差围所需的最小时间。调节时间又称为过渡过程时间。Zzz6ZB2Ltk(4>.延迟时间td响应曲线h

8、上升到达稳态值的50%所需要的时间，叫做延迟时间(5>.上升时间tr响应曲线第一次上升到稳态值所需要的时间，叫做上升时间。(6>.稳态误差ess当时间t趋于无穷时，系统稳态响应的希望值与实际值之差，叫做稳态误差。由于稳态误差与输入形式有关，故这里采用一般表示形式，设输出稳态希