1、自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 1 电动车车速控制系统校正电动车车速控制系统校正 目 录 一、研究内容 . 2 1、研究内容 . 2 2、控制原理图 2 二、系统建模 . 3 1、系统分析 . 3 2、简化系统模型 3 三、时域分析 . 4 1、稳定性分析 4 2、稳态误差分析 4 3、动态特性指标 5 4、调整系统 . 6 四、根轨迹分析 . 9 1、根轨迹 . 9 2、系统特性分析 .10 五、频域分析 13 1、系统伯德图、奈奎斯特图 13 2、系统性能分析 .14 六、小组分工 16 自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 2 七、感受心得 16 一、研究内容一、研究内
2、容 1、研究内容、研究内容 通过车手柄转手产生不同扭矩，电源输入不同的电压值（不稳 定） ，改变直流电机的电流输出值，从而影响电机的转速，改变车 速。车速通过转速计反馈给输入的电压值，然后进一步稳定输出 车速，如此反复，直到车速达到一定的稳定状态（在一定范围内 变化） ，表现为和输入的扭矩呈线性关系。 2、控制原理图、控制原理图 自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 3 二、系统建模二、系统建模 1、系统分析、系统分析 控制对象：直流电机 扰动量：电机的负载阻力转矩 输入量：电压 U（转矩） 输出量：输出车速 n 2、简化系统模型、简化系统模型 由电路图可知系统由 一个积分环节、一个一阶
3、微分环节、两个性 环节组成，故其传递函数和方框图有： R（s） C(s) -1 R（s） C(s) -1 Wk=Kk(0S+1)/s(1S+1)( 2S+1) WB=Wk/(1+ Wk Wf) G1(s G2(sG3(sG4(s Wf(s S+ 1/S K1/T1S+ K2/T2S+ 1 自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 4 三、时域分析三、时域分析 取单位反馈，令0=0.5， 1=1， 2=4 对系统进分析 1、稳定性分析、稳定性分析 特征方程有： 12S3+(1+2)S2+(0 Kk+1)S+ Kk = 0 S3 4 0.5K+1 S2 5 K S1 1-0.3K 0 S0 K
4、故开环增益 0 Kk3.333 2、稳态误差分析、稳态误差分析 系统为 1 型系统 故 Kv = Kk，输入信号为 x(t)=a*1+b*t+0.5*c*t eSS = a*0 + b/K + c* 由此可以得出，增大 K 或者提升系统的型别可以减少系 统稳态误差 自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 5 3、动态特性指标、动态特性指标 在 Metlab 中编程可得其性能参数 由此可知系统的 开环放大系数K k越大系统就越趋于不稳定状 态，过小则会使系统反应较慢，此系统合适的Kk在 0.1 附近。 自动控制研究性教学 电动车车速控制系统校正 6 4、调整系统、调整系统 由于 Kk 的值太小，没有实现信号的放大，加入微分环节调大 Kk，此时系统开环函数为 Wk=Kk(0S+1)(aS+1)
