运动控制系统仿真------实验讲义

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1、...word...专业资料范文范例可下载编辑《运动控制系统仿真》实验讲义谢仕宏xiesh@sust.edu.cn...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑实验一、闭环控制系统及直流双闭环调速系统仿真一、实验学时：6学时二、实验内容：1.已知控制系统框图如图所示：图1-1单闭环系统框图图中，被控对象，Gc(s)为PID控制器，试整定PID控制器参数，并建立控制系统Simulink仿真模型。再对PID控制子系统进行封装，要求可通过封装后子系统的参数设置页面对Kp、Ti、Td进行设置。2.已知直流电机双闭环调速系统框图如图

2、1-2所示。试设计电流调节器ACR和转速调节器ASR并进行Simulink建模仿真。图1-2直流双闭环调速系统框图三、实验过程：1、建模过程如下：（1）PID控制器参数整顿根据PID参数的工程整定方法（Z-N法），如下表所示，Kp==0.24，Ti==300，Td==75。表1-1Z-N法整定PID参数控制器类型由阶跃响应整定由频域响应整定KpTiTdKpTiTdP无无无无PI无无...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑PID（2）simulink仿真模型建立建立simulink仿真模型如下图1-3所示，并进行参数设

3、置：图1-3PID控制系统Simulink仿真模型图1-3中，step模块“阶跃时间”改为0，TransportDelay模块的“时间延迟”设置为150，仿真时间改为1000s，如下图1-4所示：图1-3PID控制参数设置运行仿真，得如下结果：...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑图1-5PID控制运行结果（3）PID子系统的创建首先将参数Gain、Gain1、Gain三个模块的参数进行设置，如下图所示：图1-6PID参数设置然后建立PID控制器子系统，如下图1-7所示：图1-7PID子系统再对PID子系统进行封装

4、，选中“Subsystem”后，单击鼠标右键，选择“Masksubsystem”，...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑弹出封装编辑器，并进行相应参数设置，如下图1-8、1-9所示，图1-8PID子系统封装文本显示图1-9PID子系统封装参数设置...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑在对图1-9所示封装变量设置完成后，封装后的PID子系统如下图1-10所示图1-10封装后PID控制仿真模型双击图1-10中的PID子系统，按图1-11作参数设置，即可完成PID参数设置。图1-1

5、1PID控制器参数设置封装后运行仿真，结果如图1-12所示：图1-12封装后系统运行结果2、建模方法：图1-2中r(t)为给定输入，采用阶跃信号。Y(t)...完美资料供学习.参考.分享...word...专业资料范文范例可下载编辑为系统输出，表示直流电机的转速。ASR为转速调节器，由PI调节器组成。ACR为电流调节器，也是一个PI调节器。根据直流双闭环调速系统工程整定方法，进行ASR和ACR的参数整定时，首先断开转速环，整定电流调节器ACR。然后接通转速环，整定转速环ASR，同时调节电流环参数。根据上述分析，首先建立直流双闭环调速系统的高层仿真模型，其

6、中转速调节器和电流调节器由空白子系统组成，如图1-13所示。图2-1直流双闭环调速系统Simulink仿真模型图1-13中给定速度输入信号R(t)由信号源模块库的Step（阶跃）信号生成，通过改变阶跃信号的幅值，可以改变双闭环调速系统给定输入电压，其变化范围为-10V～10V。负载电流信号IL也由阶跃信号生成，通过改变阶跃输入信号的幅值和时间，可观察系统在不同负载下的转速响应。输入滤波环节、转速反馈环节、电流反馈环节、转速调节器输入滤波环节及其他模块为传递函数描述的数学模型，在Simulink仿真中，可使用Continue（连续系统）模块库的Transf

7、erFcn模块实现。增益模块可以使用Math（数学）模块库的Gain来实现。转速调节器ASR和电流调节器ACR首先由两个空白子系统组成，结果如图1-13所示。下面对转速调节器ASR和电流调节器ACR进行设计，结果如图1-14和图1-15所示。对图1-14和图1-15所示的子系统进行封装，可得如图1-16所示的结果。利用工程整定及Simulink动态调试的方法，对转速调节器和电流调节器进行参数整定，参数结果如图1-16所示。图1-14转速调节器子系统Simulink模型图1-15电流调节器子系统Simulink模型...完美资料供学习.参考.分享...wo

8、rd...专业资料范文范例可下载编辑图1-16转速调节器ASR与电流调节器ACR