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计算机控制技术论文-直流转机转速控制系统

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卖家[上传人]：龙***

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常见问题

1、直流转机转速控制系统1目录第一章系统建模 . 物理设置 . 系统方程 . 设计要求 . .统分析 . 开环响应 . . 其他形式的输入响应 .制器设计 . 比例控制 . 制 .调整增益 .制器的根轨迹设计法 .绘制开环根轨迹 . 找到环路增益 . 添加一个滞后控制器 . 找一个滞后控制器的环路增益 .制器的频域控制器 . 画原始的 . 添加比例增益 . 绘制闭环相应 . 添加一个延时补偿 .制器的状态空间设计法 . 设计全状态反馈控制器 . 添加一个预补偿器 .字器控制器设计 . 创建系统的一个采样数据模型 . .模 . 物理设置 . . .制器设计 . 提取线性的模型导入 . 开环响应 . 滞后补偿的闭环响应 . 超前补偿的闭环响应 .结 . 直流转机转速控制系统2第一章理设置直流电机是一种常见的驱动器。它直接提供旋转运动，再加上轮或绳索，可以提供平移运动。电驱的等效电路和转子的受力图如下所示。对于这个例子，我们假设系统的输入是作用在点击电驱的电压 V，输出是杆的转动速度 d(子和轴被假定为刚性。我们进一步假设粘性摩擦模型，即，摩擦力矩是轴的角速度成比例的。我们例子的物理参数

2、为：统方程在一般情况下，由一个直流电机产生的转矩与电枢电流和磁场的强度成比例的。在这个例子中我们假设磁场是恒定的，因此，电机的转矩与电枢电流例系数为下方程所示。这是被称为一个电驱控制的电机。（1）反电动势 2）在国际单位制中，电机的转矩系数和反电动势常数是相同的，即，e；因此，我们将使用上面的图，我们可以得到以下方程基于牛顿第二定律和基尔霍夫电压定律。（3）（4）应用拉普拉斯变换，上述的模型方程可以在拉普拉斯变量递函数（5）（6）我们得出以下的开环传递函数，通过消除 I(s)述两个方程之间，在转速为输出和电枢电压是输入。（7）直流转机转速控制系统4状态方程在状态空间形式的控制方程，可以表示通过选择转速和电流作为状态变量。再次电枢电压作为输入转速为输出。（8）（9）计要求首先考虑的，我们的无偿的电动机在的稳定状态（这在直流电机调速：系统分析页面里演示）。因为电动机的最基本的要求是，它应该在转动所需的速度，我们将要求该马达速度的稳态误差小于 1。我们的电机性能的另一个要求是，它必须尽快加速到稳定状态的速度。在这种情况下，我们希望它有少于 2秒的稳定时间。此外，由于速度比基准

3、速度更快，可能会损坏设备，我们希望阶跃响应的超调量少于5。总之，在单位阶跃命令的输入下，控制系统的输出应满足下列要求。调节时间小于两秒超调量小于 5%稳态误差小于 1%示传递函数我们可以表示电机的开环传递函数，在命令窗口中运行此代码，产生如下结果：直流转机转速控制系统5状态方程我们也可以用状态方程表示系统。在运行，产生如下结果。直流转机转速控制系统6上述的状态空间模型，也可以将您现有的传递函数模型转化为状态空间形式产生的。这也是用下所示。第二章环响应首先创建一个新的在让我们看看原始开环系统的性能。添加在数中的 _：表示阶跃响应图包括 0到 5秒的数据点，间隔为直流转机转速控制系统7结果图如下，你可以观测一些系统的特性，通过右击下图并选择图中我们可以看出 1发动机只能实现最大速度为 0.1 期待速度小十倍。用了满足我们两秒的调节时间的标准。型特性由于我们的开环传递函数是一个二阶系统，我们应该能精确的预测已观测到的阶跃响应的特性，基于传递函数极点的位置。你可以从过右击图上区域并从菜单中选择成这个操作将会改变色的直流转机转速控制系统8从上图可以看出开环传递函数有两个实极点，一个在 S=个在 S=于两个极点是实极点，正如看到的阶跃响应没有震动（或者超调量）。更进一步，由于一个极点比另一个极点的负 5倍还要小，两个极点中较大的将主导系统的动态。即，在的极点主要决定系统的速度相应并且系统与一阶系统近似。让我们看看一阶系统模型多么近似于原始电机模型。输入如下命令在的一阶系统的传递函数并且稳态值与原始传递函数相匹配。我们可以在择后从后续窗口中选择 in 后后右击菜单中选择可以移除特性显示从在直流转机转速控制系统9从上面可以看出，我们一阶近似的电机系统相对准确。可以看出主要的确别是在 t=0时刻二阶系统有一个零导数，但是一阶系统没有。一阶系统的调节时间为：（1）例中卫此，一阶系统模型由一个 2秒的调节时间，接近于我们实际系统的个例子剩下的部分，不同的控制器将会被设置，来减少稳态误差和调节时间，并能达到超调量的要求。他形式的输入响应就系统的阶跃响应而言这个例子的要求被给出，但在实际中还有其他形式的输入。即使一个系统的阶跃响应能大概洞察其他形式的信号的响应。为了能得到其他形式信号的具体响应。你可以应用 Simulin

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