自控课程设计---有刷直流电机速度闭环仿真研究

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1、 1 目录目录 1 课程设计任务书课程设计任务书. 2 1.1 课程设计应达到的目的 3 1.2 课程设计题目及要求 3 1.2.1 课程设计题 3 1.2.2 课程设计要求. 3 1.3 课程设计任务及工作量的要求 4 1.4 主要参考文献 4 1.5 课程设计进度安排 . 5 1.6 成绩考核办法 5 2.有刷直流电机模型有刷直流电机模型 . 6 2.1 有刷直流电机的物理模型 . 6 2.2 有刷直流电机的数学模型 . 6 2.2.1 基本方程.6 2.2.2 电机的传递函数 . 7 3. 控制策略研究和仿真控制策略研究和仿真 8 3.1 系统开环传递函数的单位阶跃响应仿真 8 3.1.

2、1 开环传递函数的单位阶跃响应的 MATLAB程序 8 3.1.2 开环传递函数的单位阶跃响应曲线 . 8 3.1.3 对系统单位阶跃响应的分析 9 3.2 系统的 PID 校正仿真 . 9 3.2.1 软件仿真单元. 9 3.2.2 Simulingk 对系统进行仿真分析 . 9 3.2.3 响应曲线的调节与分析. 9 3.2.4 软件仿真结论. 27 4.硬件部分设计硬件部分设计 27 4.1 设计目的 . 27 4.2 实验设备 . 28 4.3 设计原理 . 28 4.4 设计内容及步骤 . 28 4.5 设计所测数据 29 4.5.1 未加干扰时的电机转速闭环 29 4.5.2 干扰

3、加入后的电机转速闭环 34 5.结论结论 36 2 课 程 设 计 任 务 书课 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 3 1.11.1 课程设计应达到的目的课程设计应达到的目的 1、通过有刷直流电机速度闭环仿真及实物调试熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析或时域特性分析； 4、掌握频率法校正或根轨迹法校正； 5、能够根据性能指标，设计控制系统，并完成相应实验验证系统的设计和实验操作； 6、学会用 MATLAB 进行基本仿真。 1.21.2 课

4、程设计题目及要求课程设计题目及要求 1.2.11.2.1 课程设计题课程设计题 有刷直流电机速度闭环仿真研究 1.2.21.2.2 课程设计要求课程设计要求 1分析系统的工作原理，进行系统总体设计。 2选择系统主电路各元部件。 3进行触发电路、速度环电路的设计，并完成其单元调试。 4构成开环系统，并测其动态特性。 5测出各环节的放大倍数及其时间常数。 6分析单闭环系统的动态性能。 7比较开环时和单闭环时的动态响应。 8软件仿真部分构成速度闭环系统，并测其动态性能指标和提出改善系统动态性能的方 法，使得系统动态性能指标满足 %20%， r t0.15s, s t0.85s. 9. 硬件调试部分需对硬件的组成加以认识， 对硬件进行接线， 将硬件与控制箱进行连接， 并调节使之稳定，通过示波器观察后逐步调节达到优化设计。 10对本课程设计提出新设想和新建议。 4 1.31.3