清华课程课件-控工实验2速度环

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1、实验二直流电动机调速系统汽11班张健2001010900一、实验目的1、熟悉直流伺服电机控制系统各环节的传递函数模型；2、掌握速度坏的设计合实验调试方法，从而从理论与实际的结合上掌握门动控制系统的设计合校止方法。汽车结构对汽车操纵稳定性的影响摘要：以富康轿车为例，分析了车轮、横向稳定杆、悬架结构对汽车操纵稳定性主要是阶跃输入下的稳态响应的影响。对车轮，从二自由度模型入手分析了车轮尺寸变化时其侧倾刚度变化对操纵稳定性的影响；对横向稳定杆，它能改变前后悬架的侧倾角刚度，侧倾角刚度乂对侧倾时左右车轮载荷重新分配有对应关系，而载荷重新分配乂

2、引起车轮侧偏刚度变化,进而影响到汽车的操纵稳定性。通过这一连串的因杲关系，本文经过推导建立了横向稳定杆刚度和操纵稳定性的直接联系，实际上是讨论了考虑到垂直载荷变化的弹性侧偏角対操纵稳定性的影响；对悬架结构，本文分析了富康轿车富冇特色的随动转I'd如何产生变形转向角，从而提高操纵稳定性。关键词：操纵稳定性、轮胎、侧偏刚度、悬架、横向稳定杆、随动转向引言：富康引进屮国后在结构做过一些改进，其小包括：为使离地间隙从125mm提髙到145mm,以适应我国道路状况。1992年9月，以165/70R14车轮代替165/70R13车轮，前后悬架也

3、作了相应修改。1997年3月，富康加强了前横向稳定杆，将宜径由原來的18mm改为24mm,以适应中国路况。同吋，富康一直釆用雪铁龙的专利技术：后轴随动转向。为什么换轮胎的同时要修改悬架？为什么要加强横向稳定杆？后轴随动是怎么实现的？为什么要采用后轴随动转向？本文将就这些问题展开讨论。第一章轮胎侧偏刚度对操纵稳定性的影响轮胎的侧偏刚度是影响汽午操纵稳定性的基本参数，轮胎侧偏刚度受到轮胎的尺寸、形式、结构参数的影响，尺寸较人的轮胎有较人的侧偏刚度。富康轿车以165/70R14轮胎代替直径较小的165/70R13轮胎,两者属于同一扁平率系

4、列的子午胎，查阅资料，得到195/55RX系列的两个不同直径的轮胎的侧偏刚度的数据：参数轮胎1数据轮胎2数据UNLOADEDRADIUS0.2950.308WIDTH0.1950.195ASPECTRATIO0.550.55侧偏刚度6000061856由以上数据可知，同一扁平率系列的了午胎，轮胎侧偏刚度随直径增大而增大。所以,富康换上的轮胎侧偏刚度增大。轮胎侧偏刚度也受到其垂冑载荷的影响，在止常范围内，侧偏刚度一般随载荷的增大而增大，其变化趋势如下图：张健汽112001010900实验原理1、整个直流电动机双环调速系统的原理图12、

5、其屮，电流环传递函数图2：此图屮，Ri、R2、分别为下图屮的Rs、R4C2为下图中的C43、其电流调节器电路原理图3如下:动态实验时为82kQ4、经过简化后的，传递函数图4为Mfz其中：Tm二RaJ/CeCi“电流环”为Kva=0.5“测速及滤波”为Kn_0.1065T2s+1-1.95x10-35+1“速度调节器”Gnc(s)a,可选择比例一积分(PI)调节器，传递函数为Gnc(s)—Tns其中:Tn=R4C4Tn=2R3C4b,可选择比例（P）调节器，传递函数为Gnc（s）=Kn其中:K严％三、实验步骤1、按原理图接线，先不接

6、反馈电路。2、接通电源，电机转动。但因为有增益环的作用，改变电源电压时，电机转速不变，都是以高转速运转。3、检验速度反馈的极性：将从测速电机引岀的反馈电压与系统的输入电压的极性进行比较（用万用表），若两者极性相反则为负反馈。4、接反馈回路：将测速电机的反馈电压经过增益B后，接入比较点。5、再次接通电源，调节电压（一10〜10V）,发现电机转速随电压而变化。6、感受系统静态刚度：减小电压，使转速变小，试图用手捏住屯机转轴，发现使用P调节器时，容易捏住转轴，使其停止转动，其刚度小；而使用PI调节器时，不能捏住转轴，其转动刚度远人于使用P

7、调节器时的刚度。分析原因:VP控制很难消除误菲，在低转速时将其停止，这一速度误菲无法校止。PI控制保证0误差，能消除干扰力矩，保证输岀转速与理论转速相等。7、调节B,使得输入为8V时，输出转速为1000r/m,即测速电机反馈电压为一24V。8、测试速度环静态特性，分别记录P和PI调节从一10〜10V间的10点输入、输出值，绘制速度环静态特性曲线，观察其线性程度。9、使用阶跃输入，观察P和PI调节的动态特性，调节电阻Ri，使得动态特性满足①超其中:Tn=R4C4Tn=2R3C4b,可选择比例（P）调节器，传递函数为Gnc（s）=Kn其

8、中:K严％三、实验步骤1、按原理图接线，先不接反馈电路。2、接通电源，电机转动。但因为有增益环的作用，改变电源电压时，电机转速不变，都是以高转速运转。3、检验速度反馈的极性：将从测速电机引岀的反馈电压与系统的输入电压的极性进行比较（用