直流电机pi控制器设计与稳态性能分析.

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1、学号：0120911360613课程设计题目直流电机PI控制器设计与稳态性能分析学院自动化学院专业自动化班级自动化0906班姓名方洪指导教师肖纯2012年1月2日课程设计任务书学生姓名：方洪专业班级：自动化0906班指导教师：肖纯工作单位：自动化学院题目:直流电机PI控制器设计与稳态性能分析初始条件：Gc(s)200RYe+-+1200W-一直流电机控制系统的方框图如图所示，其中Y为电机转速，为电枢电压，W为负载转矩。令电枢电压由PI控制律求取，PI表达式为：，其中e=r-y。要求完成的主要任务:

2、（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）写出以va和W为输入的直流电机系统微分方程；（2）试求kP和kI的值，使闭环系统的特征方程的根包括；（3）计算在单位阶跃参考输入、单位斜坡参考输入、单位阶跃扰动输入、单位斜坡扰动输入时系统的稳态误差；（4）用Matlab验证你的上述答案，并给出系统响应曲线；（5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析的过程，附Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指

3、导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算3编写程序2撰写报告2论文答辩1指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要为了实现系统的自动控制，现如今的系统越来越趋于闭环控制，然后扰动是一个现实系统无法避免的因素，扰动能够影响一个的反馈系统的正常运行，这时就必须要利用系统的闭环控制自行实现调节，使系统从新归为稳态。只有处理好扰动对系统的影响，我们的系统才能像们所希望的那样实现功能。本设计是一个直流电机控制系统，电机转速是系统的输出信号，负载转矩是系统的扰动信号，目的是为了探讨参考输

4、入和扰动输入分别对系统的影响。在本设计中，通过一些原理、方案，使系统能够达到一定的要求。并用MATLAB软件验证自己的计算，从而进行校正、检验。可见，不仅要能够掌握自动控制原理的一些基本知识，还要有熟练运用MATLAB软件的能力，因此在做设计之前要查找充分的资料，并在设计中也勤查资料，只有这样才能全面的、准确的完成课程设计，并能运用MATLAB解决问题。作为学生，不要仅满足于运用MATLAB完成自己的任务，自己要利用这样的好机会，全面的掌握MATLAB的运用，为以后熟练运用MATLAB打下很好的基

5、础。总之，不能仅满足于老师布置的任务，自己要想在课设中有很好的提高，就要勤查资料，严格要求自己，充分利用图书馆、同学一些资源。关键字：自动控制扰动闭环反馈MATLAB目录1设计意义及要求11.1设计意义11.2设计要求12设计原理32.1PI校正控制原理32.2叠加原理33PI控制器的稳态分析53.1写控制系统微分方程53.2求Kp和KI的值53.3计算稳态误差63.3.1单位阶跃参考输入时系统稳态误差63.3.2单位斜坡参考输入时系统稳态误差63.3.3单位阶跃扰动输入时系统稳态误差73.3.4

6、单位斜坡扰动输入时系统稳态误差73.4验证程序和图形83.4.1单位阶跃参考输入时系统响应83.4.2单位阶斜坡参考输入时系统响应93.4.3单位阶跃扰动输入时系统响应103.4.4单位斜坡扰动输入时系统响应114体会和总结13参考文献14武汉理工大学《自动控制原理》课程设计直流电机PI控制器设计与稳态性能分析1设计意义及要求1.1设计意义本设计是一个直流电机控制系统，电机转速是系统的输出信号，负载转矩是系统的扰动信号，目的是为了探讨参考输入和扰动输入分别对系统的影响，当今社会自动控制技术发展很快

7、，而通过一学期对自动控制原理的学习，这一次的课程设计即可以很好的检验学习成果，也可以把理论知识运用到实际，为以后工作学习打下基础。1.2设计要求Gc(s)200RYe+-+1200W-一直流电机控制系统的方框图如图所示，其中Y为电机转速，为电枢电压，W为负载转矩。令电枢电压由PI控制定律求取，PI表达式为：，其中e=r-y图1直流电机控制系统的方框图要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）17武汉理工大学《自动控制原理》课程设计（1）写出以va和W为输入的直

8、流电机系统微分方程；（2）试求kP和kI的值，使闭环系统的特征方程的根包括；（3）计算在单位阶跃参考输入、单位斜坡参考输入、单位阶跃扰动输入、单位斜坡扰动输入时系统的稳态误差；（4）用Matlab验证上述答案，并给出系统响应曲线；（5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析的过程，附Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。17武汉理工大学《自动控制原理》课程设计2设计原理2.1PI校正控制原理比例—积分控制规律的控制器，称P