【正文】 接 R，用示波器測量輸出端波形，用毫伏表測量輸出端電壓幅值。 Vin=2Vpp=,R= 表 51 輸出電壓幅值 f/176。 5 8 16 23 32 37 44 outV /v 2 據(jù)此可畫出功率放大器的幅頻特性如圖 51: 圖 51 功率放大器的幅頻特性 則 e ?? inVVK 動機(jī)的傳遞函數(shù) 因控制電機(jī)電樞繞組電感電動機(jī)轉(zhuǎn)子慣量影響很小，在建立電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型時(shí)，常將電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 14 電樞繞組的電感忽略不計(jì)。這樣，電動機(jī)的傳遞函數(shù)可近似用下式表示： 1m mass ?? ST KU ）（ ）（Ω 式（ ） 式中 ）（ saU 電機(jī)的輸入電壓 ）（Ωs 電動機(jī)輸入的 角速度。 因此，確定了電動機(jī)的時(shí)間常數(shù)Ｔ m 和傳遞函數(shù)Ｋ m，電動機(jī)的傳遞函數(shù)即被確定。 電動機(jī)死區(qū)電壓 Ui測定 將穩(wěn)壓電源置于最小檔，合上開關(guān)，慢慢增大到電機(jī)剛剛轉(zhuǎn)動，讀下這時(shí)的 Ui，將電機(jī)的起始位置防在及格不同角度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。將輸入電壓反極性重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，可得到兩個(gè)轉(zhuǎn)動方向的死區(qū)電壓平均值和最大值。 表 52 正反向電壓 正向 反向 電壓 /v 電壓 /v 電動機(jī)時(shí)間常數(shù) Tm 測定 在開環(huán)系統(tǒng)中，由于放大器都可以 認(rèn)為是無慣性環(huán)節(jié)，直接操縱開關(guān)Ｋ對電動機(jī)施加階躍輸入作用，將測速發(fā)電機(jī)的輸出電壓接到存貯示波器保存，記錄電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的階躍響應(yīng)曲線。根據(jù)這條曲線從 0 上升到穩(wěn)態(tài)值的 倍的時(shí)間即是 Tm。記錄階躍響應(yīng)曲線時(shí)，間斷操作時(shí)間開關(guān)Ｋ，輸入不同幅值的階躍信號，記錄不同輸入對應(yīng)的 Tm 值。 表 53 不同階躍信號對應(yīng)的 Tm 帶大慣性輪負(fù)載 Vin/v 5 10 15 Ts/ms 120 117 120 Tm/ms 40 39 40 Tm 平均值 /ms 40 電動機(jī)傳遞系數(shù) Km 測定 直接利用直流測速發(fā)電 機(jī)來測量轉(zhuǎn)速 ,該測速發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)系數(shù)Ｋ t＝１。因此，電動機(jī)的傳遞系數(shù)： at1attm UUUU KUK ?? 式（ ） 表 54 aU 對應(yīng)的 tU aU /v 5 10 15 tU /v 得出 : Km=2 所以原系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： G(s)=k1*ke*km/s*(Tm*s+1)=*(+1) 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 15 6 matlab軟件仿真 原系統(tǒng)的閉環(huán)階躍響應(yīng) matlab 仿真系統(tǒng)框圖如圖 61。 圖 61 校正前的系統(tǒng)框圖 62。 圖 62 原系統(tǒng)的閉環(huán)階躍響應(yīng) 由圖可得： σ% =()/5*100%=48 %、 ｔ s= 450100=350ms， 所以原系統(tǒng)無法滿足指標(biāo)要求，需要進(jìn)行校正。 系統(tǒng)校正設(shè)計(jì) 通過引入比例環(huán)節(jié)，能迅速反應(yīng)誤差，減少穩(wěn)態(tài)誤差，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。引入微分環(huán)節(jié)能抑制誤差，防止過沖而導(dǎo)致振蕩。所以選擇超前校正環(huán)節(jié)對系統(tǒng)進(jìn)行校正，利用 PD 的相角超前特性，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。 PD 校正器的傳遞函數(shù)為 : TsaT ssGc ??? 1 )1()( ， 式中 a1。 可以采用頻率法求解傳遞函數(shù)： 對于原系統(tǒng))( )( ??? sssGc有 : g20)0( L ???? 得出 w0=28 rad/s r0=180176。90176。arctan()= 42176。 系統(tǒng)的最大超前角 : )(m? =rr0+15176。=60176。 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 16 所以 14)(sin1 )sin (1 ???? mma ?? 又 L(wc)=0 得 : Wc=54 rad/s Wm=Wc=54 rad/s 所以 ??? aWmT 得出校正器的傳遞函數(shù)為 : )( ??? sssGc 校正后的系統(tǒng)框圖 63。 圖 63 校正后的系統(tǒng)框圖 運(yùn)行系統(tǒng) 可得到它的階躍響應(yīng)如圖 64。 由 圖 可 以 看 出 Ts=50ms, ?? %Ts (35050)/350*100%=85%70%, 滿足要求；σ%=()/5*100%=4%5%，滿足要求。 所以 此系統(tǒng) 符合系統(tǒng)指標(biāo)要求。 如圖 65 為校正器原理圖 ， 圖中 Kp=(Rf+Ri)/Ri=， aT=(Rf//R1+R2)*c=，T=R2*c=。 求得 :Ri=43k， Rf=10k， R1=6k R2=300ohm， C=10uf。 運(yùn)行后的階躍響應(yīng)圖如圖 64。 圖 64 校正后系統(tǒng)的階躍響應(yīng) protel 畫的校正器原理圖如下圖 65。 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 17 圖 83 校正器原理圖 標(biāo)題黑體小二，居中，單倍行距，段前 行，段后；內(nèi)容宋體小四， 行距固定值 20 磅。 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 18 結(jié)論 在實(shí)驗(yàn)過程中不免遇到各種問題，需要認(rèn) 真觀察與分析，排除各種問題。在實(shí)驗(yàn)過程中，首先要檢查線路是否短路斷路，電源是否正常，各個(gè)芯片是否正常工作。然后再一個(gè)一個(gè)模塊測試，查看各模塊是否正常工作和出現(xiàn)的各種誤差。最后再組成系統(tǒng)，進(jìn)行調(diào)試，測量系統(tǒng)的性能指標(biāo)。 在接成閉環(huán)反饋系統(tǒng)之前，一定要判斷好反饋的極性，當(dāng)極性為負(fù)時(shí)才能接成閉環(huán)反饋系統(tǒng)。如果出現(xiàn)電機(jī)在調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該查看線路是否正常，電機(jī)是否接反。 理論設(shè)計(jì)好的電路參數(shù)，接到實(shí)際系統(tǒng)中還需要慢慢調(diào)試，更改參數(shù)以達(dá)到性能指標(biāo)要求。如果電路出現(xiàn)振蕩，應(yīng)該減小比例增益，或者增大微分系數(shù)。調(diào)節(jié)時(shí)間過大，可 以增大比例系數(shù)，加快反應(yīng)速度。超調(diào)過大，可以增大微分系數(shù)，減少超調(diào)量。 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 19 致謝 經(jīng)過一周的課程設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏和實(shí)驗(yàn)設(shè)施的限制，我們?nèi)杂性S多考慮不周全，思路不明確的問題。 在這里首先要感謝指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)。在課程設(shè)計(jì)中，通過請教并獲得相關(guān)解答，才得以將此設(shè)計(jì)順利完成。其次，感謝我們組及另一組和我們做同一課題的同學(xué)。在設(shè)計(jì)中，無論我問什么問題，他們都很耐心的給我講解，給我提供了很大的幫助和支持，并且通過小組討論，使我的學(xué)習(xí)生活充滿了樂趣。 最后， 在此再次感謝所有關(guān)心 、 支持和幫助我的老師、 親人和朋友們，謝謝！ 標(biāo)題黑體小二，居中，單倍行距，段前 行，段后；內(nèi)容宋體小四， 行距固定值 20 磅。 電氣工程及其自動化專業(yè)綜合設(shè)計(jì) (論文 ) 20 參考文獻(xiàn) [1] 胡壽松 .自動控制原理 .北京 :科學(xué)出版社 [2] 華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .北京 :高等教育出版社 [3] 黃忠霖 .控制系統(tǒng) MATLAB 設(shè)計(jì)與仿真 .北京 :國防工業(yè)出版社 [8] 王兆安 ,黃俊 .電力電子技術(shù) .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [10] 李維波 .MATLAB 在電氣工程中的應(yīng)用 .北京 :中國電力出版社 ,2021 [11] 潘曉晟 ,郝世勇 .MATLAB 電機(jī)仿真精華 50 例 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,2021 [12] 洪乃剛 .電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,2021 [13] 周淵深 .電力電子技術(shù)與 MATLAB 仿真 .北京 :中國電力出版社 ,2021 標(biāo)題黑體小 2加粗居中，單倍行距，段前 ，段后 ；內(nèi) 容宋體 5號， 行距固定值 20 磅。