DOC《课程设计说明书》

课程设计说明书 题目: 直流电机调速系统设计 院 (系): 电子工程与自动化学院 专业: 自动化 学生姓名 学号: 指导教师:

2012 年3月11 日摘要本文对小功率直流随动系统进行了研究与设计.

首先对随动系统进行了实验建模与实验测试,构建了随动系统的系统框图;

然后采用频率法为系统设计超前校正装置, 并使用Matlab计算机仿真软件对系统进行了仿真;

最后对校正装置进行了电路设计与制作,对系统进行校正,使系统满足了性能指标要求.其建模、仿真以及校正网络设计方法简单易行,对研究其他种类 的随动控制系统具有一定的借鉴作用. 关键词: 小功率直流随动系统 建模 仿真 超前校正 Abstract: In this paper, low-power DC servo system to carry out a study and design. With the first experimental dynamic system modeling and experimental testing, to build a servo system block diagram of the system;

and then using the frequency of law advanced system design correction device, and use computer simulation software Matlab simulation of the system;

the end of the calibration device a circuit design and production, to correct the system, allowing the system to meet the performance requirements. Its modeling, simulation and calibration network design is simple, the study of other types of servo control system has a certain reference. Keywords: Low-power DC servo system Modeling Simulation Lead correction 目录

一、引言

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二、设计任务

3 2.1设计题目

3 2.2设计要求

3

三、设计原理

3 3.1随动系统的结构原理

3 3.2随动系统建模

4

四、系统部件特性测试

4 4.1主要设备仪器

4 4.2功率放大器特性测定

5 4.3电动机的传递函数

6 4.4 电动机时间常数Tm测定

6 4.5 电动机传递系数Km测定

6

五、未校正系统阶跃响应

7

六、系统校正设计

7

七、校正后系统的 matlab仿真

8

八、电路设计及参数选择

9 8.1 仿真图

9 8.2 Protel原理图

9 8.3校正原理图

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九、电路制作与调试

9 9.1原系统PCB

9 9.2校正部分PCB

9

十、课程设计过程与心得体会

10 10.1 课程设计过程

10 10.2 问题与解决方法

10 10.3 心得体会

11 十

一、参考文献

11 十

二、附录

11 一.引言 随着科学技术的进一步发展,自动控制已广泛地用于工业、农业、商业、军事等各领域,成为现代技术的重要组成部分. 本课程设计是自动控制原理课程学习的一个重要环节,我们的设计内容是以一个 小功率直流随动系统 为研究对象,综合应用控制原理所学的理论和已掌握的实验技能,按着给定的性能指标,独立地分析设计并通过实验研究、调试出一个符合性能指标的电机随动系统.通过该实践环节,提高自己的分析问题和解决实际问题的能力,巩固和应用所学的知识,提高实践能力,把理论跟实践很好结合起来.

二、设计任务 2.1设计题目 小功率直流随动系统 2.2设计要求 1. 按照给定的性能指标,分析并建立实际电路模型并对其实验仿真. 2. 测试电机参数,建立电机模型,并根据系统的性能指标设计校正网络,对已设计的电路优化,并进行实验仿真. 3. 性能指标: Mp≤5% . 4. 控制范围: 误差 +2%. 5. 制作PCB板并进行调试改进,制作出满足指标要求的角度随动系统.

三、设计原理 3.1随动系统的结构原理 位置随动系统是一种位置反馈控制系统.如果反馈电位器的轴与电动机轴联接起来,并将反馈电位器的输出电压U0接到A1的输入端,如图3.1所示,便构成了位置控制系统或称随动系统.给定电位器和反馈电位器组成一对误差检测器,当给定电位器转过一个角度时,误差检测器产生偏差电压,该电压经放大后驱动直流电动机,电动机带动负载(惯性论)转动的同时,也带动反馈电位器的电刷转动,使误差检测器产生的偏差电压减少,直至减少到零,在新的位置平衡为止.从而实现被控制轴与给定电位器的输入轴随动的目的.因此,这又称之为角度随动系统. 3.2随动系统建模 未校正角度随动系统模型如图所示,由图可得到系统的原理框图如下: 温度控制系统的基本组成 随动系统的开环传递函数为: K