直流電機pi控制器設計與穩(wěn)態(tài)性能分析-資料下載頁
2025-02-04 15:23本頁面
【導讀】一直流電機控制系統(tǒng)的方框圖如圖所示，其中Y為電機轉(zhuǎn)速，av為電樞電壓，令電樞電壓由PI控制律求取，PI表達式為：)(. 寫出以va和W為輸入的直流電機系統(tǒng)微分方程；試求kP和kI的值，使閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程的根包括30j30??位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差；用Matlab驗證你的上述答案，并給出系統(tǒng)響應曲線；根據(jù)任務書的要求進行設計構思。系統(tǒng)設計與仿真分析。
【正文】 14 單位階躍擾動輸入時系統(tǒng)的響應曲線 由 上圖 可知，當經(jīng)過一小段調(diào)節(jié)時間后系統(tǒng)的輸出響應趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)的輸出與輸入相等均為 1。所以在 單位階躍擾動輸入時，系統(tǒng)的誤差為 0，與計算所得結果一致。 Simulink 仿真模型為： 單位階躍擾動輸入時系統(tǒng)的 simulink 仿真模型 單位階躍擾動輸入時系統(tǒng)響應曲線： 武漢理工大學《自動控制原理》課程設計說明書 15 單位階躍擾動輸 入時系統(tǒng)響應曲線 由圖像可知系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差 0sse ? ，與計算值相同。 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)響應 要求單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)的輸出響應曲線，即輸入為 R(s)=0， 負載轉(zhuǎn)矩2( ) 1/W S S? 的直流電機控制系統(tǒng)輸出響應 , 此時系統(tǒng)所對應的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 在 MATLAB 的 Editor/Debugger 輸入程序為： num=[1200,0] den=[1,40, 800] sys=tf(num,den) t=[0::] u=t 武漢理工大學《自動控制原理》課程設計說明書 16 lsim(sys,u,t,0)。grid xlabel(39。t39。)。 ylabel(39。y(t)39。)。 title(39。ramp response39。) 得 下圖 所示的仿真的系統(tǒng)響應曲線。 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)的響應 由 上圖 知，經(jīng)過一段調(diào)節(jié)時間后，系統(tǒng)的輸出響應曲近于 ,與計算結果一致。 Simulink 仿真模型為： 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)的 simulink 仿真模型 武漢理工大學《自動控制原理》課程設計說明書 17 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)響應曲線為： 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)響應曲線 由圖像可知系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)誤差為： .51)( ??sse ，與計算值一致。所以可知上面的計算結果都是正確的。 武漢理工大學《自動控制原理》課程設計說明書 18 4 體會和總結 通過這次課程設計，我覺得它有助于加強我動手、思考和解決問題的能力。具體而言，這一周的課程設計的收獲如下。 加強了對已學知識的掌握，做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設計過程中，我了解了 PI 控制器的原理，并且對于其在實際中的應用有了更多的認識。通過此次設計，我發(fā)現(xiàn)自己可以的將課本上的知識可以應用于實際， 使得理論與實際相結合，加深了自己對課本知識的更好理解。 此次設計鍛練了我個人的自主學習能力。在實驗中，我們運用到了一款軟件—— MATLAB 軟件，對于這款軟件，我能夠充分利用圖書館以及計算機網(wǎng)絡去查閱和學習相關資料，增加了許多課本以外的知識，也對 MATLAB 軟件的基本操作有了充分的理解，此外這種學習能力還包括根據(jù)課題需要選擇參考書籍，查閱手冊、圖表等有關文獻資料的能力。 同時，這次課程設計業(yè)讓我明白了理論知識的重要性，如果沒有扎實的理論基礎，再怎么談實踐都是空話，所以要求我們要有刻苦鉆研的精神，總而言之，這次 課程設計讓我受益匪淺。 武漢理工大學《自動控制原理》課程設計說明書 19 參考文獻 [1] 胡壽松主編 .自動控制原理 .北京：科學出版社， 2021（第五版） [2] 王建輝，顧樹生主編 .自動控制原理 .北京：清華大學出版社， 2021 [3] 李友善編著 .自動控制原理 .北京：國防工業(yè)出版社， 2021(第三版 ) [4] 黃忠霖 .自動控制原理的 matlab 實現(xiàn) .北京：國防工業(yè)出版社， 2021 [5] 王正林等編著 . MATLAB/Simulink 與控制系統(tǒng)仿真 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021（第 2版） 本科生課程設計成績評定表 姓 名 溫志偉 性 別 男 專業(yè)、班級 自動化 1101 班 課程設計題目：直流電機 PI 控制器設計與穩(wěn)態(tài)性能分析 課程設計答辯或質(zhì)疑記錄： 求取系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的方法有哪些？ 答：求取一個系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差一般有兩種方法：（ 1）根據(jù)系統(tǒng)原理圖求取誤差傳遞函數(shù)，利用終值定理求取。（ 2）根據(jù)系統(tǒng)的型號，利用誤差系數(shù)法進行求取。 如何利用 MATLAB 軟件檢驗結果是否正確？ 答：（ 1）根據(jù)傳遞函數(shù)編寫 MATLAB 校驗。 （ 2）利用 MATLAB 下的 Simulink 仿真模型對系統(tǒng)進行仿真檢驗。 成績評定依據(jù)： 評 定 項 目 評分成績 1．選題合理、目的明確（ 10 分） 2．設計方案正確、具有可行性、創(chuàng)新性（ 20 分） 3．設計結果（ 20 分） 4．態(tài)度認真、學習刻苦、遵守紀律（ 15 分） 5．設計報告的規(guī)范化、參考文獻充分（不少于 5篇）（ 10 分） 6．答辯（ 25 分） 總 分 最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定） 指導教師 簽字： 年 月 日
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