机电控制作业——matlab仿真——速度环仿真实验

1 机电系统控制技术 matlab 仿真 速度环仿真实验 1 具有比例调节器的速度环仿真实验 图 1 1 1 考虑饱和时的具有比例调节器的速度环仿真图 上述模块均可在 Simulink 的子模块中找到 Sources Step Continuous PID Controller Integrator Transfer Fcn Math Operations Add Gain Discontinuities Saturation Sinks Scope 参数设置 以 1V 的阶跃输入 速度环采用 P 调节器 Kp 4 衰减器 0 66 电流环 增益 0 5 加速度系数 830 将运算放大器后的饱和模块设为 11V 将测速发 电机后的饱和模块设为 120rad s 测速机常数 Kc 0 237 2 图 1 1 4 滤波器中传递函数参数设置 运行仿真 可得反馈电压信号的时域响应曲线 如图 1 1 5 电动机电流 的时域响应曲线 如图 1 1 6 电动机转速的时域响应曲线 如图 1 1 7 图 1 1 2 输入阶跃参数图 1 1 3 速度环比例调节器的增益 选择 P 值为 4 3 图 1 1 5 反馈电压信号的时域响应曲线 图 1 1 6 电动机电流的时域响应曲线 图 1 1 7 电动机转速的时域响应曲线 为了求得系统的闭环带宽 下面利用 feedback 函数求出闭环传递函数 其 中 sys1 和 sys2 分别为前向通道和反馈回路的传递函数 编写如下程序进行计算 b 0 5 Kp 4 num1 Kp b 830 den1 1 0 sys1 tf num1 den1 num2 0 237 0 66 0 5 den2 0 0043 1 sys2 tf num2 den2 sys feedback sys1 sys2 bode sys 4 grid 绘出调速系统闭环的伯德图 如图 1 1 8 所示 图 1 1 8 调速系统闭环的伯德图 在伯德图上放大后可以看到系统闭环频宽 200rad s 折合约 30Hz 2 具有比例积分调节器的速度环仿真实验 图 1 2 1 考虑饱和时的具有 PI 调节器的速度环仿真图 可选择不同的 PI 调节器参数 如 2 1 PI 调节器参数选择时 其余参数不变 PI 调节器的参数设置如图 1 2 2 所示 5 图 1 2 2 运行仿真 可得反馈电压信号的时域响应曲线 如图 1 2 3 电动机电流 的时域响应曲线 如图 1 2 4 电动机转速的时域响应曲线 如图 1 2 5 图 1 2 3 反馈电压信号的时域响应曲线 图 1 2 4 电动机电流的时域响应曲线 6 图 1 2 5 电动机转速的时域响应曲线 为了求得系统的闭环带宽 下面利用 feedback 函数求出闭环传递函数 其 中 sys1 和 sys2 分别为前向通道和反馈回路的传递函数 编写如下程序进行计算 num1 22 825 415 den1 0 004 0 0 sys1 tf num1 den1 num2 0 237 0 66 0 5 den2 0 0043 1 sys2 tf num2 den2 sys feedback sys1 sys2 bode sys grid 绘出调速系统闭环的伯德图 如图 1 2 6 所示 图 1 2 6 调速系统闭环的伯德图 2 2 PI 调节器参数选择时 其余参数不变 PI 调节器的参数设置如图 1 2 7 所示 7 图 1 2 7 运行仿真 可得反馈电压信号的时域响应曲线 如图 1 2 8 电动机电流 的时域响应曲线 如图 1 2 9 电动机转速的时域响应曲线 如图 1 2 10 图 1 2 8 反馈电压信号的时域响应曲线 图 1 2 9 电动机电流的时域响应曲线 8 图 1 2 10 电动机转速的时域响应曲线 为了求得系统的闭环带宽 下面利用 feedback 函数求出闭环传递函数 其 中 sys1 和 sys2 分别为前向通道和反馈回路的传递函数 编写如下程序进行计算 num1 4 15 415 den1 0 004 0 0 sys1 tf num1 den1 num2 0 237 0 66 0 5 den2 0 0043 1 sys2 tf num2 den2 sys feedback sys1 sys2 bode sys grid 绘出调速系统闭环的伯德图 如图 1 2 11 所示 图 1 2 11 调速系统闭环的伯德图 2 3 PI 调节器参数选择时 9 其余参数不变 PI 调节器的参数设置如图 1 2 12 所示 图 1 2 12 运行仿真 可得反馈电压信号的时域响应曲线 如图 1 2 13 电动机电流的 时域响应曲线 如图 1 2 14 电动机转速的时域响应曲线 如图 1 2 15 图 1 2 13 反馈电压信号的时域响应曲线 图 1 2 14 电动机电流的时域响应曲线 10 图 1 2 15 电动机转速的时域响应曲线 为了求得系统的闭环带宽 下面利用 feedback 函数求出闭环传递函数 其 中 sys1 和 sys2 分别为前向通道和反馈回路的传递函数 编写如下程序进行计算 num1 106 24 415 den1 0 018 0 0 sys1 tf num1 den1 num2 0 237 0 66 0 5 den2 0 0043 1 sys2 tf num2 den2 sys feedback sys1 sys2 bode sys grid 绘出调速系统闭环的伯德图 如图 1 2 16 所示 图 1 2 16 2 4 PI 调节器参数选择时 其余参数不变 PI 调节器的参数设置如图 1 2 17 所示 图 1 2 17 运行仿真 可得反馈电压信号的时域响应曲线 如图 1 2 18 电动机电流 的时域响应曲线 如图 1 2 19 电动机转速的时域响应曲线 如图 1 2 20 11 图 1 2 18 反馈电压信号的时域响应曲线 图 1 2 19 电动机电流的时域响应曲线 为了求得系统的闭环带宽 下面利用 feedback 函数求出闭环传递函数 其 中 sys1 和 sys2 分别为前向通道和反馈回路的传递函数 编写如下程序进行计算 num1 19 505 415 den1 0 018 0 0 sys1 tf num1 den1 num2 0 237