直流電機(jī)pi控制器設(shè)計(jì)與穩(wěn)態(tài)性能分析(參考版)
2025-02-08 15:23本頁面
【正文】 （ 2）利用 MATLAB 下的 Simulink 仿真模型對系統(tǒng)進(jìn)行仿真檢驗(yàn)。（ 2）根據(jù)系統(tǒng)的型號，利用誤差系數(shù)法進(jìn)行求取。 同時，這次課程設(shè)計(jì)業(yè)讓我明白了理論知識的重要性，如果沒有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，再怎么談實(shí)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(shè)計(jì)讓我受益匪淺。 此次設(shè)計(jì)鍛練了我個人的自主學(xué)習(xí)能力。 加強(qiáng)了對已學(xué)知識的掌握，做課程設(shè)計(jì)同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中，我了解了 PI 控制器的原理，并且對于其在實(shí)際中的應(yīng)用有了更多的認(rèn)識。 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 18 4 體會和總結(jié) 通過這次課程設(shè)計(jì)，我覺得它有助于加強(qiáng)我動手、思考和解決問題的能力。 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(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 17 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)響應(yīng)曲線為： 單位斜坡擾動輸入時系統(tǒng)響應(yīng)曲線 由圖像可知系統(tǒng)的 穩(wěn)態(tài)誤差為： .51)( ??sse ，與計(jì)算值一致。) 得 下圖 所示的仿真的系統(tǒng)響應(yīng)曲線。 title(39。y(t)39。)。grid xlabel(39。 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(yīng)曲線： 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 15 單位階躍擾動輸 入時系統(tǒng)響應(yīng)曲線 由圖像可知系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差 0sse ? ，與計(jì)算值相同。 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 14 單位階躍擾動輸入時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線 由 上圖 可知，當(dāng)經(jīng)過一小段調(diào)節(jié)時間后系統(tǒng)的輸出響應(yīng)趨于穩(wěn)定，系統(tǒng)的輸出與輸入相等均為 1。step response39。)。 ylabel(39。t39。 Simulink 仿真模型為： 單位斜坡參考輸入時 系統(tǒng)的 simulink 仿真模型 單位階躍輸入時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線： 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 13 單位階躍參考輸入時系統(tǒng)響應(yīng)曲線 由圖可知穩(wěn)態(tài)誤差與計(jì)算值大致相等。) 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 12 得 下圖 所示的系統(tǒng)仿真響應(yīng)曲線。 title(39。y(t)39。)。grid xlabel(39。 Simulink 仿真模型為： 單位階躍參考輸入時系統(tǒng)的 simulink 仿真模型 單位階躍輸入時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線： 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 11 單位階躍參考輸入時系統(tǒng)響應(yīng)曲線 由圖像可知系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差值等于 0，與計(jì)算值相同。) 得 下圖 所示的系統(tǒng)響應(yīng)曲線。 title(39。y(t)39。)。 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 9 驗(yàn)證程序和圖形 單位階躍參考輸入時系統(tǒng)響應(yīng) 擾動 ( ) 0WS? 時系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 ()()1 ( )GsS Gs??? 求單位階躍參考輸入時響應(yīng)，即負(fù)載轉(zhuǎn)矩 W(s)=0,輸入為 R(s)=1/s 的直流電機(jī)控制系統(tǒng)得輸出響應(yīng)， MATLAB 的 Editor/Debugger 輸入程序?yàn)椋? num=[20, 800] den=[1,40, 800] t=0:: step(num,den,t) xlabel(39。 武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 8 靜態(tài)速度誤差系數(shù)為： 40)(lim0 ?? ? SSGk Sv 穩(wěn)態(tài)誤差為：4011)( ??? vss ke 則系統(tǒng)對單位斜坡輸入信號的穩(wěn)態(tài)誤差約為 。 靜態(tài)位置誤差系數(shù)為： ???? )(lim0 SGk Sp 穩(wěn)態(tài)誤差為： 01 1)( ???? pss ke 因此當(dāng)輸入為單位階躍信號時系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 0。武漢理工大學(xué)《自動控制原理》課程設(shè)計(jì)說明書 6 3 主要任務(wù) 寫控制系統(tǒng)微分方程 令 上圖 中的 )(SW 輸入為零，可以得到方程： )(201)(200 SYSSVa ?? 兩邊同時乘以 20?S 可得： )(20)()(200 SYSSYSVa ?? 最后進(jìn)行拉式反變換得： )(200)(20)( 39。其中，以誤差信號 ()ES 作為輸出量的傳遞函數(shù)稱為誤差傳遞函數(shù)。同樣為了研究擾動作用 ()WS對系統(tǒng)輸出信號 ()YS的影響，也需要求取擾動作用下的閉環(huán)傳遞函數(shù) ( )/ ( )Y S W S 。 ()WS是擾動信號；()YS是系統(tǒng)的輸出信號。在控制工程實(shí)踐中， PI 控制器主要用來改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。位于原點(diǎn)的極點(diǎn)可以提高系統(tǒng)的型別，可以消除或減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；而增加的負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)則用來減小系統(tǒng)的阻尼程度，緩和 PI 控制器極點(diǎn)對系統(tǒng)穩(wěn)定性及動態(tài)過程產(chǎn)生的不利影響。 武
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