哈工大机电控制技术 大作业1
哈工大机械原理大作业1-16

Harbin Institute of Technology机械原理大作业设计说明书(一)课程名称:机械原理设计题目:连杆运动分析(16)院系:能源科学与工程学院班级:1102201设计者:学号:指导教师:赵永强唐德威设计时间:2013年6月8 日哈尔滨工业大学1 连杆机构运动分析题目16:如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为AC l =CE l =100mm ,BC l =CD l =200mm ,90BCD ∠=,构件1的角速度为10/rad s ,试求构件5的角位移、角速度和角加速度,并对计算结果进行分析。
2 分析过程2.1 建立坐标系建立以点E 为原点的固定平面直角坐标系x-E-y,如图所示:图2 机构坐标系2.2结构分析将构件BCD 分为杆3和杆4。
该机构由2个Ⅰ级杆组RR (杆1和杆5)和两个Ⅱ级杆组RRP (杆3、杆4和滑块B 、D )。
其中原动件为杆1。
现将杆组分为如下两部分:图1 机构运动简图RRPRR图3 各级杆组2.3 建立数学模型2.3.1构件1、2、3的分析原动件杆1的转角:1θ=0—360。
原动件杆1的角速度:1ω=.1θ=10/rad s原动件杆1的角加速度:..1αθ==0运动副A 的坐标:0200A A x y mm =⎫⎬=⎭运动副A 的速度及加速度都为零。
构件1为BC (RRP Ⅱ级杆组)上滑块B 的导路 滑块B 的位置为:132cos cos B A C x x s x l θθ=+=+ 132sin sin B A C y y s x l θθ=+=+消去s,得:212arcsinA l θθ=+式中:011()sin ()cos C A C A A x x y y θθ=---构件3的角速度i ω和滑块B 沿导路的移动速度D υ:.211213(Q sin Q cos )/Q ωϕθθ==-+ 1322323(Q cos Q sin )/Q D s l l υθθ⋅==-+式中:..11111211321212Q sin ;Q cos ;Q sin sin cos sin l l l θθθθθθθθ=-==+构件3的角加速度和滑块B 沿导路移动的加速度:..241513(Q sin Q cos )/Q αθθθ==-+..4325323(Q cos Q sin )/Q B s l l υθθ==-+式中:122......21142211111Q cos sin cos 2sin l l l s θθθθθθθθ=---- 122......21152211111Q sin cos sin 2cos l l l s θθθθθθθθ=+-+2.3.2 构件3,4,5的分析构件3,4,5,由1个Ⅰ级基本杆组和一个RRP Ⅱ级杆组组成,与构件1,2,3结构相同,只运动分析过程与其相反。
哈工大自动控制原理大作业

Harbin Institute of Technology自动控制原理设计论文课程名称:自动控制原理设计题目:液压伺服系统校正院系:测控技术与仪器系班级:设计者:学号:指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学自动控制原理大作业一、 设计任务书考虑图中所示的系统。
要求设计一个校正装置,使得稳态速度误差常数为-14秒,相位裕度为,幅值裕度大于或等于8分贝。
利用MATLAB 画出已校正系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应曲线。
二、 设计过程1、 人工设计1)、数据计算由图可知,校正前的开环传递函数为:0222s+0.10.025(20s 1)G =0.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 其中按频率由小到大分别含有积分环节和放大环节,-20dB/dec ;一阶微分环节,10.05/w rad s =,0dB/dec;振荡环节,22/w rad s =,-40dB/dec;稳态速度误差:0202s+0.1e ()lim (s)lim 0.025(s 0.14)ss s s sG ss s →→∞===++。
显然,此时的相位裕度和稳态速度误差都不满足要求。
为满足题目要求,可以引入超前校正,提高系统的相位裕度和稳态速度误差。
2)、校正装置传递函数 (1)、稳态速度误差常数的确定为使稳态速度误差常数为-14秒,设加入的开环放大倍数为k,加入校正装置后的稳态速度误差满足: 11e ()4k 0.025kss v ∞=== 解得K=160;将K=160带入,对应的传递函数为:0222s+0.14(20s 1)G (s)=1600.1(s 0.14)(1)44s s s s s +=++++ 则校正前(加入k=160的放大倍数后)幅值穿越频率:018.00/c w rad s =,相位裕度:o 00.1631c r =; (2)、校正装置的确定这里采用超前补偿,由前面算得k=160,故设加入的校正装置传递函数为:111G (s)T 1c aT s s +=+ 设计后要求o =50γ,则o 0-=500.163149.8369o o γγ-=;a 满足:01sin 49.83691a a -=+ 解得:a =7.33,取a =8.取1010/18.00/c w rad s w rad s =<=作为第一个转折频率,取第二个转折频率为21*80/w a w rad s ==;在伯德图上过3rad/s 处做斜率为-20dB/dec 的线。
哈工大机械原理大作业一连杆_20

Harbin Institute of Technology(一)连杆设计说明书课程名称:机械原理设计题目:连杆机构运动分析院系:机电工程学院班级:1308302设计者:吉曾纬指导教师:赵永强唐德威设计时间:2015年6月运动分析题目:如图所示机构,已知机构各构件的尺寸为AB=150mm ,β=97°,BC=400mm ,CD=300mm ,AD=320mm ,BE=100mm ,EF=230mm ,FG=400mm ,构件1的角速度为ω1=10rad/s,试求构件2上点F 的轨迹及构件5上点G 的位移、速度和加速度,并对计算结果进行分析。
一.对机构进行结构分析依题意可以将杆机构看作曲柄滑块机构和曲柄摇杆机构。
对4机构进行结构分析该机构由原动件AB (Ⅰ级组),BCD (RRR Ⅱ级杆组)和FG (RRP Ⅱ级杆组)组成。
二.建立以点A 为原点的固定平面直角坐标系A-x,y,如图所示。
三.各基本杆组的运动分析数学模型(1)原动件AB(Ⅰ级组)已知原动件AB的转角ψ1=0~2π原动件AB的角速度ω1=10rad/s原动件AB的角加速度α1=0运动副A的位置坐标xA =0 yA=0A点与机架相连,即该点速度和加速度均为0。
运动副A的速度vxA =0 vyA=0运动副A的加速度axA =0 ayA=0原动件AB长度lAB=150mm 可求出运动副B的位置坐标xB =xA+lABcosψ1yB=xA+lABsinψ1运动副B的速度vxB = vxA-ω1lABsinψ1vyB= vyA+ω1lABcosψ1运动副B的加速度a xB = a xA -ω12 l AB cos ψ1-α1l AB sin ψ 1 a yB =a yA -ω12 l AB sin ψ1+α1l AB cos ψ 1 (2) BCD (RRR Ⅱ级杆组)由(1)知B 点位置坐标、速度、加速度 运动副D 点位置坐标x D =320mm y D =0 D 点与机架相连,即该点速度和加速度均为0。
哈工大机械系统自动控制大作业-伺服控制系统的控制特性研究

Harbin Institute of Technology机械系统自动控制技术大作业报告题目:伺服控制系统的控制特性研究班级:作者:学号:指导教师:郝明晖郝双晖时间:2015.5.6哈尔滨工业大学摘要交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
本文主要以交流伺服系统为例进行伺服控制系统的控制特性分析。
一、引言“伺服系统”是指执行机构按照控制信号的要求而动作,即控制信号到来之前,被控对象时静止不动的;接收到控制信号后,被控对象则按要求动作;控制信号消失之后,被控对象应自行停止。
伺服系统的主要任务是按照控制命令要求,对信号进行变换、调控和功率放大等处理,使驱动装置输出的转矩、速度及位置都能灵活方便的控制。
图1 伺服系统构成二、伺服系统分类伺服系统的分类方法很多,常见的分类方法有以下三种.(1)按被控量参数特性分类;(2)按驱动元件的类型分类:伺服控制系统按所用控制元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统(液压控制系统)和气动伺服系统;(3)按控制原理分类.伺服系统可分为开环控制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。
常见的四种伺服控制系统有液压伺服控制系统、交流伺服控制系统、直流伺服控制系统、电液伺服控制系统,下面以交流伺服系统为例进行其控制特性分析。
图2 交流控制原理三、性能分析交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
低档的伺服系统调速范围在1:1000以上,一般的在1:5000—1:10000,高性能的可以达到1:100000以上;定位精度一般都要达到±1个脉冲,稳速精度,尤其是低速下的稳速精度比如给定1rpm时,一般的在0. 1 rpm以内,高性能的可以达到±0.01 rpm 以内;动态响应方面,通常衡量的指标是系统最高响应频率,即给定最高频率的正弦速度指令,系统输出速度波形的相位滞后不超过90或者幅值不小于50%。
哈工大机电学院专业导论作业1

报告一:专业导论心得体会1.专业导论的意义刚来工大时对机械设计制造及其自动化这个专业并不十分了解,而现在通过专业导论课的学习,渐渐对本专业有了一个大概的认识。
专业导论课程,不仅是了解本专业发展的历史、现状,该学些什么知识和技能,也是要将专业导论与成才教育紧密地结合起来。
只有真正认识了我们所学的专业,知道自己要学什么,自己所学专业在社会中的应用价值,才能激发同学们的学习兴趣,才能让更多学生认清前方的路,才能培养出更多的优秀人才。
2. 本专业的发展历史从原始社会早期人类使用的诸如石斧、石刀等最简单的工具,到杠杆、辘轳、人力脚踏车、兽力汲水车等简单工具,发展到较复杂的水力驱动,风力驱动的水碾和风车等较为复杂的机械。
18世纪英国的工业革命以后,以蒸汽机、内燃机、电动机为动力源的机械促进了制造业、运输业的快速发展,人类开始进入现代化的文明社会。
20世纪电子计算机的发自动控制技术、信息技术、传染技术的有机结合,使机械进入完全现代化阶段。
机器人、数控机床、高速运载工具、重型机械及其大量先进机械设备加速了人类社会的繁荣和进步,人类可以遨游太空、登陆月球,可以探索辽阔的大海深处,可以在地面以下居住和通行所有这一切都离不开机械、机械的发展已进入智能化阶段。
机械已经成为现代社会生产和服务的五大要素之一。
机械的发展史也是人类文明的发展史。
在古代的中国机械工程领域的发明与创造也是非常辉煌的,如磨制技术,金属的冶炼技术等。
而中国机械制造业主要是1949年后发展起来的。
新中国建立后,我国经济取得的巨大成就也是和制造业的进步分不开的。
经过几十年的奋斗,我国制造业已经构件了具有相当规模和水平的制造体系,当今中国已成为举世瞩目的制造大国。
机械制造业总体生产规模不断加大,机械制造是有100多个行业、857万个企业(大型企业占1%)及6万多种产品门类齐全的工业体系。
连续6年保持我国第一大类出口商品地位,机械工业生产能力是解放前的2600倍,居世界第5位,机床拥有量居世界第1位,汽车产量居世界第4位。
电机拖动作业-哈工大

图 4 三相桥式 PWM 逆变器的双极性 SPWM 波形
1.2 SVPWM 原理
电压空间矢量 PWM(SVPWM)的出发点与 SPWM 不同, SPWM 调制是从三相交流电源出发, 其 着眼点是如何生成一个可以调压调频的三相对称正弦电源。 而 SVPWM 是将逆变器和电动机看
成一个整体,用八个基本电压矢量合成期望的电压矢量,建立逆变器功率器件的开关状态, 并依据电机磁链和电压的关系, 从而实现对电动机恒磁通变压变频调速。 若忽略定子电阻压 降,当定子绕组施加理想的正弦电压时,由于电压空间矢量为等幅的旋转矢量,故气隙磁通 以恒定的角速度旋转, 轨迹为圆形。 SVPWM 比 SPWM 的电压利用率高, 这是两者最大的区别, 但两者并不是孤立的调制方式,典型的 SVPWM 是一种在 SPWM 的相调制波中加入了零序分量 后进行规则采样得到的结果,因此 SVPWM 有对应 SPWM 的形式。反之,一些性能优越的 SPWM 方式也可以找到对应的 SVPWM 算法,所以两者在谐波的大致方向上是一致的,只不过 SPWM 易于硬件电路实现,而 SVPWM 更适合于数字化控制系统。 SVPWM 运用电压平均值等效原理,在每个调制周期内,根据给定电压矢量所处的扇区, 通过控制该扇区两个有效工作电压矢量作用时间的长短, 来合成该给定电压矢量, 剩余时间 由零电压矢量作用。三相电压源型逆变器电动机系统如图 5 所示。
图 2 对称规则采样法
设正弦调制信号波为 u r a sin r t ,式中,a 称为调制度,0≤a<1;r 为正弦信号波 角频率,从图中可得如下关系式
1 a sin r tD 2 /2 Tc / 2
因此可得脉宽时间为
Tc (1 a sin r tD ) 2
哈工大机电控制技术 大作业1

《机电控制技术》课程大作业一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:1108110学号:**********姓名:***2013-06-17设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:额定功率200W ; 额定电压48V ; 额定电流4A ; 额定转速n=500r/min ;电枢回路总电阻R=0.8Ω;(本次选为8Ω) 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nm U U 10V ;两调节器的输出限幅电压为10V ; PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ; 放大倍数=s K 4.8。
试对该系统进行动态参数设计,设计指标: 稳态无静差; 电流超调量≤i σ5%;空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%; 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
1.计算电流和转速反馈系数电流反馈系数:)(A V I U nom im /25.14210*=⨯==λβ 转速反馈系数:)/min (02.050010*r V n U nom nm ===α2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==, 调制周期s f T s 0001.010114===, 按电流环小时间常数的近似处理方法,有s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑2.2选择电流调节器结构电流环可按Ⅰ型系统进行设计。
哈工大机电系统控制基础大作业Matlab时域分析

《机电系统控制基础》大作业一基于MATLAB的机电控制系统响应分析哈尔滨工业大学2013年12月12日1作业题目1. 用MATLAB 绘制系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。
2. 用MATLAB 求系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标:上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下:X i伺服电机原理图如下:LR(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1,减速器输出轴上的转动惯量为J 2,减速器减速比为i ,滚珠丝杠的螺距为P ,试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ;(2)假定工作台质量m ,给定环节的传递函数为K a ,放大环节的传递函数为K b ,包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ,电动机的反电势常数为K d ,电动机的电磁力矩常数为K m ,试建立该数控直线工作平台的数学模型,画出其控制系统框图;(3)忽略电感L 时,令参数K a =K c =K d =R=J=1,K m =10,P/i =4π,利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。
源代码:t=[0:0.01:5];u=t;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);[y1,T]=step(G,t);y2=lsim(G,u,t);subplot(121),plot(T,y1);xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;subplot(122),plot(t,y2);grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');仿真结果及分析:源代码:t=[0:0.001:1];yss=1;dta=0.02;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);y=step(G,t);r=1;while y(r)<yss;r=r+1;endtr=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y);tp1=(tp-1)*0.001;mp=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y(s)>1-dta && y(s)<1+dta;s=s-1;endts=(s-1)*0.001;[tr tp1 mp ts]仿真结果及分析:C = 25ans = 0.4330 0.6860 0.2538 1.0000由输出结果知:上升时间为0.4330秒,峰值时间为0.6860秒,最大超调量为0.2538,调整时间1.0000秒。
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《机电控制技术》课程大作业一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真学院:机电工程学院专业:机械设计制造及其自动化班级:1108110学号:**********姓名:***2013-06-17设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:设一转速、电流双闭环直流调速系统,采用双极式H 桥PWM 方式驱动,已知电动机参数为:额定功率200W ; 额定电压48V ; 额定电流4A ; 额定转速n=500r/min ;电枢回路总电阻R=0.8Ω;(本次选为8Ω) 允许电流过载倍数λ=2; 电势系数=e C 0.04Vmin/r ; 电磁时间常数=L T 0.008s ; 机电时间常数=m T 0.5;电流反馈滤波时间常数=oi T 0.2ms ; 转速反馈滤波时间常数=on T 1ms ;要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压==**im nm U U 10V ;两调节器的输出限幅电压为10V ; PWM 功率变换器的开关频率=f 10kHz ; 放大倍数=s K 4.8。
试对该系统进行动态参数设计,设计指标: 稳态无静差; 电流超调量≤i σ5%;空载起动到额定转速时的转速超调量σ ≤ 25%; 过渡过程时间=s t 0.5 s 。
1.计算电流和转速反馈系数电流反馈系数:)(A V I U nom im /25.14210*=⨯==λβ 转速反馈系数:)/min (02.050010*r V n U nom nm ===α2.电流环的动态校正过程和设计结果 2.1确定时间常数由题给电流反馈滤波时间常数s ms T oi 0002.02.0==, 调制周期s f T s 0001.010114===, 按电流环小时间常数的近似处理方法,有s T T T oi s i 0003.00002.00001.0=+=+=∑2.2选择电流调节器结构电流环可按Ⅰ型系统进行设计。
电流调节器选用PI 调节器,其传递函数为ss K s G i i iACR ττ1)(+= 2.3选择调节器参数超前时间常数:s T l i 008.0==τ。
电流超调量由题给为%5≤i σ,电流环开环增益:取5.0=∑i I T K ,因此6667.16660003.05.05.0===∑i I T K 于是,电流调节器的比例系数为.7778718.425.18008.06667.1666=⨯⨯⨯==s i Ii K R K K βτ 2.4检验近似条件电流环的截止频率1/s 6667.1666==I ci K ω。
1)近似条件一:sci T 31≤ω现在,ci s T ω=>=⨯=6667.16663333.33330.00013131,满足近似条件。
2)近似条件二:lm ci T T 13≥ω 现在,ci l m T T ω=<=⨯=6667.16664342.470.0085.01313,满足近似条件。
3)近似条件三:ois ci T T 131≤ω现在,ci oi s T T ω=>=⨯=6667.16660226.23570.00020010.0131131,满足近似条件。
3.Matlab 仿真1绘制经过小参数环节合并近似后的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线和未经过小参数环节合并近似处理的电流环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线。
经过小参数环节合并 源程序:sys0=1/1.25;sys1=tf(6,[0.0003 1]); sys2=tf(0.125,[0.008 1]);w=17.78*tf([0.008 1],[0.008 0]); figure(1);margin(sys1*sys2* w); hold on grid on figure(2);closys1=sys0*sys1*sys2 *w/(1+sys1*sys2* w); t=0:0.0001:0.006; step(closys1,t); grid on经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应经过小参数环节合并的电流环频率响应如图不知为何不显示超调量,通过自己计算,可知%375.4%1008.08.0835.0=⨯-=σ,满足超调量%5≤i σ的要求。
未经过小参数环节合并 源程序:sys0=tf(1,[0.0002 1]); sys1=tf(1.25,[0.0002 1]); sys2=tf(4.8,[0.0001 1]);sys3=tf(0.125,[0.008 1]);w=17.78*tf([0.008 1],[0.008 0]); figure(1);margin(sys1*sys2*sys3*w); hold on grid on figure(2);closys1=sys0* sys2*sys3*w/(1+sys1*sys2*sys3*w); t=0:0.0001:0.005; step(closys1,t); grid on未经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应未经过小参数环节合并的电流环频率响应超调量为%625.4%1008.08.0837.0=⨯-=σ,满足超调量%5≤i σ的要求。
通过对经过小参数环节合并近似后的电流环单位阶跃响应曲线和未经过小参数环节合并近似后的电流环单位阶跃响应曲线的对比可知,两者的结果是极其相似的。
所以可以将小惯性环节合并成一个惯性环节,从而简化电流环,而不影响结果。
4.转速环的设计 4.1确定时间常数电流环的等效时间常数:s T i 6000.02=∑。
转速滤波时间常数:s T on 001.0=。
转速环小时间常数近似处理:s T T T on i n 0016.0001.00006.02=+=+=∑∑ 4.2选择转速调节器结构由转速稳态无静差要求,转速调节器中必须包含积分环节;又根据动态要求,应按典型Ⅱ型系统校正转速环,因此转速调节器选用PI 调节器,其传递函数为ss K s G n n nASR ττ1)(+= 4.3选择调节器参数按跟随性和抗扰性能均比较好的原则又需要满足超调量的要求,取h=10(若h=5,超调量为37.6%>25%,不满足要求),则转速环调节器的超前时间常数为s hT n n 160.00016.010=⨯==∑τ。
转速环开环增益为:222221/s 21484.3750016.010211021=⨯⨯+=+=∑n N T h h K 转速调节器的比例系数为:7109.350016.0802.01025.004.025.11)(102)1(=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=+=∑n m e n RT h T C h K αβ4.4检验近似条件转速环的开环截止频率为1/s 75.433016.0375.14842=⨯==n N cn K τω。
1)近似条件一:icn T ∑≤51ω 现在,cn i T ω=>=⨯=∑57.4336667.6660.00035151,满足近似条件。
2)近似条件二:oni cn T T ∑≤2131ω现在,cn on i T T ω=>=⨯⨯=∑57.4333315.430001.00003.021312131,满足近似条件。
5.Matlab 仿真2绘制经过小参数环节合并近似后的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线和未经过小参数环节合并近似处理的转速环开环频率特性曲线和单位阶跃响应曲线 源程序:n=50;sys1=tf(0.016,[0.0016 1]); sys2=tf(8,[0.02 0]);w=53.71*tf([0.016 1],[0.016 0]); figure(1);margin(sys1*sys2*w); hold on grid on figure(2);closys1=n* sys1*sys2*w/(1+sys1*sys2*w); t=0:0.001:0.08; step(closys1,t);grid on经过小参数环节合并的转速环单位阶跃响应转速超调量为%25%2.23%10050506.61≤=⨯-=σ,过渡过程小于0.5s ,满足设计指标要求。
经过小参数环节合并的转速环频率响应未经过小参数环节合并源程序:sys0=tf(1,[0.001 1]);sys1=tf(0.8,[0.0003/1666.67 1/1666.67 1]);sys2=tf(8,[0.02 0]);sys3=tf(0.02,[0.001 1]);w=53.71*tf([0.016 1],[0.016 0]);figure(1);margin(sys1*sys2*sys3*w);hold ongrid onfigure(2);closys1=sys0* sys1*sys2*w/(1+sys1*sys2*sys3*w);t=0:0.001:0.06;step(closys1,t);grid on未经过小参数环节合并的电流环单位阶跃响应转速超调量为%25%6.24%10050503.62≤=⨯-=σ,过渡过程小于0.5s ,满足设计指标要求。
未经过小参数环节合并的转速环频率响应根据设计结果的模拟仿真,可以得到设计的调节系统稳态时转速无误差。
可看出:作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)变化。
双闭环系统中,由于增设了电流内环,电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节,不必等它影响到转速以后才能反馈回来,抗扰性能大有改善。
在转速动态过程中,保证获得电机允许的最大电流,从而加快动态过程。
而通过对经过小参数环节合并近似后的转速环单位阶跃响应曲线和未经过小参数环节合并近似后的转速环单位阶跃响应曲线,可以得出:可以按小惯性环节的降阶处理方法,将小惯性环节合并成一个惯性环节,简化转速环,而且不影响输出结果。
6.建立转速电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真模型1.上述分析设计结果进行仿真各个out端口处的阶跃响应曲线如下图所示:分析图可知,转速超调量和过渡时间均符合要求,如下图所示:将输出用示波器仿真,如下图所示:图中各示波器如下图所示:Scope2(电流调节器输出)Scope3(电流)Scope4(转速)由图发现仿真结果与理论结果有较大差别,原因可能在于图中的限幅元件。
7.总结:通过完成这次大作业,再一次熟悉了matlab的使用,对于课堂上讲到的工程设计本来不是很明白,完成大作业后对课程内容也进一步加深了理解,尤其是工程设计的方法和过程。
熟悉了simulink的使用,但是在使用simulink过程中遇到了不少问题,很多次出现了错误,也算是一个经验教训。
Scope1(转速调节器输出)。