智能机器人与运动控制-第5讲-直流电机力学模型、状态空间模型

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智能机器人与运动控制5.直流电机力学模型、状态空间模型简单直流电机动力学模型转动惯量直流电机拖动的状态空间模型简单直流电机动力学模型直流电机的闭环调速系统：

当电机接入负载时，控制会变得复杂起来。

本节从力学的角度介绍电机的运动控制。简单直流电机动力学模型刚体的平移

刚体的旋转刚体由电机驱动做旋转运动：

刚体的平移和旋转通常，平移和旋转运动是结合在一起的，例如车辆行进、吊车提升或钢铁轧机等运动

直流电机的运动方程直流电机产生电磁转矩驱动负载旋转

*扭转弹性转矩系数：刚体发生扭转时，弹性元件（如弹簧或扭转轴）所产生的恢复转矩与扭转角度之间的关系若忽略阻尼转矩和扭转弹性转矩，则系统的基本运动方程式可简化为

直流电机的运动方程

转动惯量转动惯量转动惯量对直流电机的运动控制很重要，本节介绍一般的转动惯量计算，实验测定将在下节介绍。

积分得到总的转矩

转动惯量总的转矩

假设是刚体，它所有的质量元素都以相同的角速度移动，因此上式可以改为

转动惯量

沿半径积分求得圆柱体的转动惯量为

用重力表示转动惯量

转动惯量

当绕中心旋转时，将获得最小转动惯量

直流电机拖动的状态空间模型直流电机拖动的状态空间模型电枢回路方程

反电动势方程

电磁转矩方程

运动方程

角速度与转速直流电机拖动的

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