机电控制作业——matlab仿真——速度环仿真实验

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：SourcesStep；ContinuousPID Controller、Integrator、Transfer Fcn；Math OperationsAdd、Gain；DiscontinuitiesSaturation；SinksScope。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。值为4选择P图1-1-3 速度环比例调节器的增益图1-1-2 输入阶跃参数图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1-1-5 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)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。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。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1-2-162.4 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）。 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图1-2-20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=19.505,415; den1=0.018,0,0;sys1=tf(num1