“控制工程基礎(chǔ)”大作業(yè)

“控制工程基礎(chǔ)”大作業(yè)“掌握工程基礎(chǔ)”工程訓(xùn)練大作業(yè)————直流電機轉(zhuǎn)速掌握

直流電動機是一種將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。由于其帶有機械換向器，較比溝通電動機結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)運行成本較高，并有逐步被溝通電動機所取締。但是由于直流電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬等優(yōu)勢，在軋鋼機、電力機車的等方面有肯定的應(yīng)用。

1.直流電動機數(shù)學(xué)模型（以他激式直流電動機為例分析直流電動機數(shù)學(xué)模型）：

M

Ld

d

URd

+-En

TL

id

·電樞回路的微分方程式：

ddddddudt

di

LRie=++

·機械運動方程

e

dmmdCundtdn

TdtndTT=++22

·已知某直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，掌握系統(tǒng)主回路與直流電動機的主要參數(shù)如下：

·計算得到此直流電動機的相關(guān)參數(shù)：電勢常數(shù)：

)/(185.01000

05

.07002201-?=?-=-=

mimrVnRIUCnomanomnome

轉(zhuǎn)矩常數(shù)：mAkgCCeM.18.003.1185.003.1===

電磁時間常數(shù)：

電動機：主回路：

負載及電動機轉(zhuǎn)動慣量：kW

Pnom150=min

/1000rnnom=A

Inom700=Ω

=05.0aRΩ

=08.0dRmHLd2=6

=m2

2

120mkgGD

?=全控橋式整流

sRLTddd025.008.01023

=?==-

機電時間常數(shù)：

sCCRGDTemdm77.0185.018.037508.01203752=???==

直流電動機數(shù)學(xué)模型的傳遞函數(shù)表達形式:

177.0019.041

.5177.077.0025.0185.0111)(222++=

++?=++==

sssssTsTTCXXsWmmderc6

.52417

.284177.0019.041.5)(22++=++==

sssssW

2.直流電動機轉(zhuǎn)速掌握系統(tǒng)分析·自學(xué)MATLAB軟件；

·在MATLAB軟件平臺上，以單位階躍信號為系統(tǒng)的參考信號，應(yīng)用時域分析

法或頻域分析法對直流電動機速度掌握系統(tǒng)進行一系列分析，分析其動、穩(wěn)態(tài)性能、穩(wěn)定性等；·直流電動機速度掌握系統(tǒng)的動、穩(wěn)態(tài)性能、穩(wěn)定性等分析應(yīng)當(dāng)借助于MATLAB軟件平臺用圖形進行分析。3.提交電腦打印的說明書一份。4.最終成果占期末總成果的6%。

⑴Inom=650、660A、670A、680A、690A、700A、710A、720A、730A、740A、

750A、760A、770A

⑵GD2=105kg.m2、110kg.m2、115kg.m2、120kg.m2、125kg.m2、130kg.m2、135kg.m2、140kg.m2、145kg.m2、150kg.m2

組合方案：

A

Inom700=

22120mkgGD?=

時域分析：

6

.52417

.284177.0019.041.5)(2

2++=++==

sssssW

1.在單位階躍信號下響應(yīng)num=;den=;step(num,den)grid

2動，穩(wěn)態(tài)分析：

上升時間：1.79s峰值時間：3.21s穩(wěn)定時間：5.42s

此系統(tǒng)為過阻尼系統(tǒng)

3穩(wěn)定性

den=;

roots(den)

計算結(jié)果

ans=

-38.7723

-1.2277

由計算結(jié)果可知，該系統(tǒng)有兩個閉環(huán)系統(tǒng)，且均有負實部，故系統(tǒng)穩(wěn)定。num=;

den=;

=pzmap(num,den);

pzmap(num,den);

title(‘pole-zeroMap’);holdon;

頻域分析：n