1课程设计任务书2
2.2.1基本方程6
南京工程学院。
课程设计任务书。
课程名称自动控制原理
院（系、部、中心） 电力工程学院
专业电气工程及其自动化
班级电力082
姓名张冰清
学号 206080213
起止日期 2011.6.20-2011.6.24
指导教师朱建忠
有刷直流电机物理模型和参数说明如图2.1所示。
图2.1 有刷直流电机的物理模型。
图2.1中，ua——电枢输入电压(v) ra——电枢电阻(ω)la——电枢电感(h) uq——感应电动势(v) tg——电机电磁转矩(n·m) j——转动惯量(kg·m2) b——粘性阻尼系数(n·m·s) ia——流过电枢的电流(a)，θ为电机输入转角(rad)
根据基尔霍夫定律和牛顿第二定律对图2-1所示得电机列基本方程，如公式（2.1）所示：
公式（2.1）
式中：为电机的转矩常数(n·m) a;为感应电动势常数(v·s) rad。
对公式（2.1）进行拉普拉斯变换得公式（2.2）:
公式（2.2）
设，则图2.1 所示的有刷直流电机模型的方块图如图2.2 所示。
图2.2 有刷直流电机模型方块图。
消去公式(2.2)的中间变量，整理得公式公式(2.3)
代入表2.1直流电机参数得该电机的传递函数，如公式(2.4)所示。
公式(2.4
表2.1 直流电机参数。
j = 0.0167;
b = 0.0167 ;
ra = 0.5;
la = 0.003 ;
kt = 0.8 ;
ke =0.8 ;
num = kt ;
den = j*la) (j*ra) +la*b ) b*ra ) kt*ke) )0 ];
t = 0 :0.001:0.2 ;
step (num ,den ,t) ;
图3.1 开环传递函数的单位阶跃响应曲线。
图3.1为开环系统对单位阶跃输入的响应，即有刷直流电机输入1 v 单位阶跃电压时，电机的转轴输出呈直线性上升。这个分析结果表明，该系统没有达到预期的设计要求。
要想实现系统的软件**必须知道四个单元的传递函数：控制器、功率放大单元、直流电机和转速测量电路。其系统框图如图3.2所示。
图3.2 直流电机调速系统框图。
图3.3 直流电机调速系统的simulingk体现。
1、比例控制（p）校正。
对闭环系统只做出比例控制作用，如图3.4中系统闭环控制框图。
图3.4系统比例闭环控制。
运用劳斯判据计算出系统的零界值，使从0增加到零界值，如图3.5；系统的临界输出如图3.6所示。
图3.5比例控制（p）校正的参数：p=135.85，i=0，d=0
图3.6 p=135.85，i=0，d=0时的输出曲线。
由图可知，临界振荡的输出波形时间的周期。
减小的值，使，如图3.7所示；系统的输出如图3.8所示。
图3.7比例控制（p）校正的参数：p=67.925，i=0，d=0
图3.6 p=67.925，i=0，d=0时的输出曲线。
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