自动控制轮椅
一、摘要
为了方便老人出行，特此设计出该自动控制轮椅。该自动控制轮椅设有操纵杆来接受老人的输入信号，操纵杆将位移信号转换成电信号送到比较计算单元，通过信号的处理，再送到执行元件及被控对象，即两个动力轮和两个方向轮，在这部分中，又将电信号转化成了机械信号。在该轮椅中，安装有诸多传感器，比如位移传感器用来检测前方是否有障碍，速度传感器及加速度传感器用来控制整体的速度和加速度不致过大等等。
关键词：传感器，控制系统，输入量，输出量
二、目录
一、摘要 (1)
二、 目录 ....................................................................................... 1 三、正文 ......................................................................................... 2 1.结构图 .................................................................................. 2 2.概述 ...................................................................................... 3 3.操纵杆 .................................................................................. 3 4.执行机构及被控对象 ........................................................... 4 4.1直流伺服电动机 ........................................................ 4 4.2液压系统 .................................................................... 5 5.传感器 .................................................................................. 5 5.1超声波传感器 ............................................................ 5 5.2电涡流式转速传感器 ................................................ 6 5.3压电式加速度传感器 ................................................ 7 四、结论 ......................................................................................... 8 五、参考文献 ................................................................................. 9 六、组员名单及分工 ...................................................................... 9 三、正文 1.结构图
被控对象
执行 输入量 输出量
传感器
2.概述
该自动控制轮椅由控制系统，计算元件，执行机构以及传感器反馈和机械框架五部分组成。控制系统主要是通过操纵杆从使用者中获取输入量，然后送给计算元件进行数据处理，再将处理结果送到执行机构即左右两个电机和方向控制轮，将电能转换为机械能。最后，通过位移传感器，速度传感器以及加速度传感器的检测，将检测信号反馈到比较计算单元，重新算出控制信号。
3.操纵杆
该轮椅用于人机交互的界面仅仅是一个操纵杆。老人们可以通过操纵杆来控制轮椅的前进、后退、刹车以及控制方向。
操纵杆的基本原理是将塑料杆的运动转换成计算机能够处理的电子信息。这种基本的设计包括一个安放在带有弹性橡胶外壳的塑料底座上的操纵杆。在底座中操纵杆正下方位置装有一块电路板。电路
板由一些“印刷线路”组成，并且这些线路连接到几个接触触点。然后，从这些触点引出普通电线连接到计算机。
当计算机检测到特定线路上的电流后，便会了解操纵杆当前所处的位置需要接通相关的电路。向前推操纵杆将会闭合“前进开关”，而向左推则会闭合“左移开关”，依次类推。在某些设计中，计算机还能在操纵杆闭合两个开关时识别出对角线位置（例如，同时闭合前进开关和左移开关意味着向左前方的对角线运动）。
4.执行机构及被控对象
4.1直流伺服电动机
该轮椅左右两个动力轮由两个直流伺服电机来驱动，以下讲一下直流伺服电机的工作原理及特性。
伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
直流伺服电机电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定，电机功率有局限做不大。容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况，效率很高，运行温度低噪音小，电磁辐射
很小，长寿命，可用于各种环境。
4.2液压系统
方向的控制也是轮椅的必不可少的一个部分，此轮椅的前边两个控制方向的小轮由两个小型液压杆来控制，液压杆可以用来接受来自执行系统的信号，进而将电信号转化成动力信号，即前进的方向。以下说明一下液压动力杆的工作原理。
液压杆的工作主要依靠机油压力、挺柱体与座孔间隙、气门杆与挺柱间隙及挺柱内止回球阀。液压挺柱刚开始工作时，由于腔内无油压，故挺柱柱塞处在最底部，挺柱与气门间隙较大，气门产生短时异响。随着发动机的运转，在机油压力的作用下，挺柱内柱塞腔内充注油液，柱塞下行，挺柱有效工作长度增加，气门间隙减小。由于挺柱内柱塞所产生的力较小，不能产生压缩气门弹簧的力量，所以当挺柱与气门间隙达到很小时，挺柱不再运动。同时又因挺柱内止回球阀的作用，挺柱柱塞腔内的油压不能迅速排出，使得柱塞保持在原位不动并维持原有长度形成刚性，从而推动气门打开。随着发动机的运转，气门间隙保持一定间隙。
5.传感器
5.1超声波传感器
该轮椅的一大特色便是可以自行检测轮椅前方是否有障碍物，如果在规定距离内发现障碍物，轮椅便会迅速制动，以防发生碰撞，而实现这一功能的元件便是超声波距离传感器。超声波距离传感器会检测到前方是否有物体，一旦有的话，便会向控制系统发出反馈信号，
即使轮椅停止运动。
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显着反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。
5.2电涡流式转速传感器
该转速传感器以及下节中的加速度传感器是为了防止轮椅的速度、加速度过快给老人带来不适。当速度或加速度过快时，速度传感器和加速度传感器便会向控制系统发回负反馈信号，减弱操纵杆发过来的信号，使速度或加速度迅速降低，保持在一定的范围内。
如下图，当敏感线圈中通过交流电流时，线圈产生交变的磁场，附近如存在金属物体（被测目标），则会感应出电涡流。电涡流的流动方向与线圈中电流方向相反，因此会减小线圈内的磁通量，即减小
线圈的电感。电涡流同时还会耗散能量，因此会增加线圈的电阻。
如下图，由于被测金属体发生了转动，也就使得探头和被测体之间的距离发生了有规律性的变化，线圈阻抗也随之周期性的变化，从而产生正比于转速的电压变化的频率。其经过检波、滤波、脉冲转换等电路处理后，最终的输出为方波信号，且频率与转速呈线性关系。
旋转体
电涡流
5.3压电式加速度传感器
压电式加速度传感器是基于压电晶体的压电效应工作的。某些晶体在一定方向上受力变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷；当外力去除后，又重新恢复到不带电状态，这种现象称为“压电效应”，具有“压电效应”的晶体称为压
电晶体。
实际测量时，将图中的支座与待测物刚性地固定在一起。当待测物运动时，支座与待测物以同一加速度运动，压电元件受到质量块与加速度相反方向的惯性力的作用，在晶体的两个表面上产生交变电荷(电压)。当振动频率远低于传感器的固有频率时，传感器的输出电荷(电压)与作用力成正比。电信号经前置放大器放大，即可由一般测量仪器测试出电荷(电压)大小，从而得出物体的加速度。
压电加速度传感器的压敏元件采用具有压电效应的压电材料，换能元件是以压电材料受力后在其表面产生电荷的压电效应为转换原理。这些压电材料，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个相对的表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随着改变。
四、结论
在当今老龄化日趋严重的中国，如何让老人过的更加安逸将成为
一个热门话题，衣食住行将成为这个话题中的焦点。而在于行这一方面，本自动控制轮椅可以完美的帮助老人安全舒适的出行，而且操作简便，为老人们解决了一大难题。
五、参考文献
1.自动控制原理程鹏主编高等教育出版社
2.信号与测试技术闫蓓杨波主编北航出版社
3.自动控制元件刘向群主编北航出版社
4.液压与气压传动李笑主编国防工业出版社
六、组员名单及分工
李汉文13031169 负责立意以及构思，传感器方面编写；
黄亚丁13031171 负责找材料和操纵杆，执行机构方面编写；
池小楷13031178 负责最后综合，细节的完善以及格式修改。
脑控智能轮椅控制系统 摘要：为身体高度瘫痪的残疾人士能够自由移动，提出了一种基于脑机接口实验平台BCI2000的自发想象控制轮椅的新方法。该控制系统主要由Emotiv脑电采集装置、一台笔记本电脑、一个单片机控制器组成，对采集的信号进行时频特征分析，并利用改进的感知器算法对信号进行分类。利用提示被试者想象左右手运动的脑电信号特征，实现对轮椅的左转和右转的控制，对今后进一步研究轮椅的精确控制系统具有重要的指导意义。 关键词： Emotiv；BCI2000；脑控；智能轮椅 脑-机接口BCI(Brain-Computer Interface)是一种利用脑部神经发出的信息与计算机或其他外部设备通信的系统[1]。基于头皮的脑电信号可以反映大脑的不同状态，且记录简单、无创，能够实时地进行信号的提取和分类，在目前脑-机接口研究中是最多的[2]。 传统的轮椅人机交互由声音、摇杆和按键等实现。然而对于高位瘫痪不具备语言能力的人来说，通过BCI这种技术可以很好地帮助他们实现意念控制外部设备的愿望。目前随着BCI 技术的发展，实现大脑控制外部设备变得越来越有可能。在国外，Farwell等人就利用脑电信号中的P300开发了虚拟打字机，可以实现意念控制文字的输入[3]。同时，在现有脑电控制的智能轮椅系统中，可以利用闭眼放松的脑电信号的Alpa波和左右手运动想象脑电信号的Beta波来实现对轮椅的控制[4]。而脑电信号很微弱且易受外部环境的干扰[5]，其处理的算法也非常复杂。对于利用脑电信号进行控制的系统，处理脑电的步骤一般包括信号的滤波、特征提取、信号分类和转换。脑电特征提取方法主要有小波(包)分析、功率谱法和共空间模型等。而脑电信号的分类方法中最主要的包括线性判别法、支持向量机法和人工神经网络等[6]。 由于脑机接口的研究很复杂，许多处理算法也只是处于离线的理论研究阶段，实际操作的可靠性也有待提高。本文主要研究了脑电数据的离线处理方法，运用AR模型估计方法验证了想象数据的可分离性，然后使用感知器算法对信号的特征进行分类，并基于BCI2000平台将其转换为控制信号，达到了控制外部轮椅设备的目的。该操作平台的优点是：不利用人体的肢体动作就可以实现对轮椅运动方向的控制，成本较低，为行动有障碍的残疾人士提供了一个自由的控制平台，对今后进一步实现轮椅的集成控制有重要意义。 1 BCI2000试验平台 BCI2000是一种能描述任意BCI系统的模型，该模型由4个相互联系的功能模块构成：数据获取模块（数据的采集和存储）、信号处理模块、用户应用程序模块、操作员模块，。这4个模块各自分离，并通过TCP/IP协议进行相互通信[7]。 在BCI2000系统运行过程中，每次数据获取模块获得一组脑电数据后，就发送给信号处理模块，在此对脑电数据进行信号的特征提取和模式分类，并将分类的结果转化为控制命令发送给用户应用模块。每个模块各自实现自己的功能，它们之间的通信协议不受信号的通道数和采样率、信号处理的复杂度和所需要控制的外部设备等因素的限制[7]。 2 脑电信号分析 2.1 特征分析 在想象运动中Mu节律的能量高低及分布可用于对数据进行分类，并且可以通过训练用户控制Mu节律的能量高低和分布状况来实现对外部设备的控制[8]。本设计利用Mu节律的能量幅值变化来研究人脑下达不同运动意识指令时EEG的表现特征，并且将时域特征与频域特征结合作为时频特征。实验中，利用刺激界面使被试者进行左右手运动的想象动作，从提示到结束的时间为9 s，同时记录下被试者的脑电数据，将通过电脑采集的脑电数据存储到计算机内。最后利用MATLAB进行数据分析，提取脑电数据的特征向量。
电动轮椅车设计 ee （ee） 指导教师：ee [摘要]：文中首先分析了国内外各种轮椅的状况，在对比总结各自优缺点的基础上，由于直流电机的额定输出转矩较低，不足以驱动后轮克服地面摩擦阻力传动，根据国内实际情况，提出了一种含有机械传动减速机构的电动轮椅，基于这种方案，设计了与之相匹配的减速器及其他传动机构，该方案采用直流电机经减速器与链条连接到后轴，以减低输出转速，增大输出转矩。应用现代设计理论及方法、对驱动方式进行分析和再设计，优化车身骨架结构，添加必要的辅助功能装置，利用计算机辅助设计软件构建轮椅及各零部件三维模型，为新型低成本电动轮椅的设计开发打下了一定基础，提供了一种供参考的驱动方案和骨架结构。 [关键字]：电动轮椅；设计；机械系统；
The design of electric wheelchair ee (ee) Tutor : ee Abstract:This paper first analyzes the domestic and foreign various wheelchair status, based on comparing the advantages and disadvantages, because the rated output torque DC motor is low, not enough to drive the rear wheel to overcome the ground friction transmission, according to the actual situation, proposed the electric wheelchair with a mechanical reduction gear mechanism, based on this driving scheme, design of the reducer and other transmission mechanism is matched, the DC motor through reducer and the chain is connected to the rear axle, so as to reduce the output rotation speed, increase the output torque. Use the modern mechanical design theory and method, analyze and re-design the drive mode. Optimize the body frame structure. And add some necessary accessibility devices. Use computer aided design software to build a three-dimensional model of the wheelchair an d it’s components. This design of the electric wheelchair’s mechanical systems has lay a certain foundation for the new type low-cost electric wheelchair and has given a reference scheme about drive mode and body frame structure. Keywords: wheelchair; design; mechanical system
步进电机自动控制系统 设计内容 设计用P C机对四相步进电机，方向，步数及自动化控制系统，并编写汇编程序实现相应轻能。 设计要求 （1）设计控制系统硬件电机。 （2）由8255键盘控制电机的方向，走的步数,并由数码管显示相应的参数。 （3）在命令执行结束后，由PC内部扬声器发出信号提示。 设备与器材 PC机一台，TPC－1实验台一个，并行接口8255一片，步进电机一个，LED数码管4个，74ls164按键11个，GAL芯片一个，74LS245一片。 硬件方案 硬件共分成5个模块：①译码驱动电路，②8255控制键盘模块③8255LED显示模块，④步电机驱动模块，⑤步进电机模块 a) 译码驱动电路 方案一使用适当的门电路来实现不同地址的，用74LS245做数据驱动，缺点： 由于只使用门电路，电路连线非常复杂 方案二使用76LS138和适当门电路实现译码，相对于方案一电路复杂度有一定的改观，在TPC实验箱上使用这种译码方案 方案三使用可编程逻辑器件GAL16V8实现译码功能，用GAL优点：成本低，电路连线少。本设计选择这个方案来实现译码功能。 a)键盘模块 方案一用8255 12个口直接接按键，此方法成本高，不使用行列法，浪费端口，如用行列法只用7个端口。 方案二使用2个74LS273或74LS373控制键盘，其中一个控制行，273反向从键盘中读数据，另一个控制列选，273正向向键盘发数据。 方案三使用7281芯片同时控制键盘和数码，7281通过串行口和总线通信，端口使用少，且操作方便。 方案四PC0~4，PB0~4分别控制16个按键。由于本模块技术已经成熟，在应用中广泛使用，所以本设计选择此方案来实现。 c) LED数码管显示模块 方案一74LS138一片，ULN2803A一片和74HC573一片，来实现显示，74LS138译 码送UNL2083A通过UNL2083A控制位，通过74HC573控制数据，本方案，成本较高，要单片机中有使用比较多。 方案二使用一片8255A控制两个74HC573和一个正相驱动器74LS07和一个反相驱 动器74LS06分别控制4个LED位选和编码数据传输。此方案用到了8255A由于模块②中用到的8255A3个口都以使用，再用一个8255A成本比较高。 方案三通过一个片信号，两个74HC373和一个正相驱动器74LS06和一个反相驱动 器74LS07分别控制3个LED位选和编码数据传输。此方案成本低，但是软件实现的点复杂。 方案四使用4个74HC373和控制4个LED编码数据，用8255A PC高位和总线片选信号控制数据输入位选，由于是静态显示，一般用于1个或2个数码管的显示。 方案五使用4个74LS164，通过串行移位来实现LED显示。成本不高，使用端口少，可以直接通过8255PC7和PB7口，一个做为移位控制，一个送数据。本设计使用此方案 d) 步进电机驱动模块
第九届“雄鹰杯”大学生发明创造竞赛 多功能一体化便利轮椅产品说明书 指导老师 曹博 魏家鹏 申报者 吴浩波 合作成员 李存洲 苏春阳 齐特 孙祥峰
一、作品设计 本产品是针对老年人，残疾人、下肢丧失运动能力的人设计的一种能够帮助他们最大程度进行自理的多功能轮椅床，该轮椅床是轮椅和床的组合体。该轮椅床既能作为护理床使用，辅助老年人、残疾人等完成支背、曲腿、左右侧翻的功能，床体中间部分又能够转换成轮椅驶离床体，辅助老年人、残疾人完成日常的自由活动。此外，该轮椅还具备站立的功能，能够在坐姿和站姿之间自由转换，帮助下肢瘫痪的病人实现其站立行走的愿望。 二、产品结构 可倾放式靠背 调速控制杆 自动式端盘 储物筐 十字后轮 稳定前小轮 三、产品各部分工作原理 1，行走装置 轮子表面采用橡胶材料，纹理设计增大摩擦，并首创十字形轮轴，四个轮为一个单元，与楼梯成啮合型运动。 2，动力装置 选用电力驱动作为多功能轮椅床的驱动方式。因此，所有机构的动力源均采用直流电动推杆推动。本多功能轮椅床由护理床和轮椅组合而成。作为护理床使
用时，工作环境在室内，可以使用固定电源。作为轮椅使用时，工作环境随着轮椅的移动变化，轮椅只能使用固定在轮椅上的简易携带电源。所以该轮椅床采用交流与蓄电池相结合的供电方式。轮椅用24v蓄电池，可供轮椅在外自由活动使用。组合成床体之后，主要依靠市电供给能源，同时对蓄电池进行充电。 3，轮椅手动控制开关 1）手扶外侧安有餐桌伸缩开关按钮，可手动控制餐桌或作为其它功用。 2）手扶内侧安有座椅靠背旋转按钮，可手动控制靠背的高度以满足使用者需要。 3）设有调速摇杆，可控制轮椅速度。 四、产品创新点： 此款设备与原有设备相比有以下特点： 创新点一： 可爬楼梯，首创十字形轮轴，四个轮为一个单元，与楼梯成啮合型运动，从而实现楼梯行走。 创新点二： 座椅，靠背部分采用简单的连杆机构，即 可实现水平，倾斜放置，满足使用者的复健需 求，便于日常休息。
万方数据
万方数据
万方数据
可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真 作者：任怡， 张峻霞， 薛强， 胡军， REN Yi， ZHANG Jun-xia， XUE Qiang， HU Jun 作者单位：天津科技大学,机械工程学院,天津,300222 刊名： 机械设计 英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年，卷(期)：2009，26(3) 被引用次数：0次 参考文献(4条) 1.张锡玉轮椅舒适性研究及脑瘫患者专用轮椅的设计 2006 2.刘云.王艾伦一种新型可卧立电动轮椅的研制与设计[期刊论文]-机械与电子 2007(10) 3.国家质量技术监督局GB 10000-1988.中国成年人人体尺寸国家标准 4.丁玉兰人机工程学 2005 相似文献(1条) 1.期刊论文赵亮专利侵权屡忍耐维权无获心难平——访中国站立式电动代步车专利持有人谢寿椿-中国发明与专 利2010(6) 谢寿椿,1935年生于浙江杭州.20世纪50年代毕业于清华大学,高级工程师,一生从事机械制造和汽车、摩托车设计、运用及维修的教学科研中在我国工业设计行业尤为知名.曾18此获得省部级嘉奖,连续两届当选兰州市安宁区人大代表.退休后,仍被业界多家中外知名企业竞相争聘.向来爱好机械设计的谢寿椿,闲暇中研发的新型电动代步车、电动轮椅、电动跑车等.已取得国家知识产权局颁发的四个中国实用新型专利及美国专利与商标局(USPTO)颁发的美国发明专利证书(US7.192.040B2). 本文链接：https://www.doczj.com/doc/e61914903.html,/Periodical_jxsj200903014.aspx 下载时间：2011年2月15日
毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 机械工程学院专业班级学生姓名 一、毕业论文﹙设计﹚题目电动轮椅车设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 3 月 5 日起至 2014 年 5 月 28 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求： 1、设计课题简介 电动轮椅是一种以蓄电池为能源、电子装置控制驱动的动力轮椅车。使用者可通过控制装置自行驱动轮椅车行进。适用于高位截瘫、偏瘫及下肢功能障碍者使用。本课题主要是设计一款含有机械传动减速机构的电动轮椅，使学生充分利用所学知识，初步锻炼产品的总体设计和研究能力。 2、论文要求： 1）通过查阅有关资料,了解产品总体设计的方法和步骤； 2）设计的电动轮椅要方便操作使用； 3）所确立的设计方案应按照产品总体设计方法和步骤进行，确保科学合理； 4）论文应包括对电动轮椅进行安全、强度和力学方面的设计计算数据。 3、工作任务与要求： 1）充分了解电动轮椅的结构特点及构造，了解设计的主要内容，并进行市场调查。 2）搜集各类电动轮椅的资料，包括相关的国家标准及最新成果。 3）设计多个方案，并从选出总体设计方案后对总体设计进行细化。 4）对设计进行校核，确保方案的可行性，绘制总装图和关键零件图。撰写研究设计论文一份。4.工作任务时间安排：
第1-3周：了解产品总体设计的方法和步骤，搜集有关电动轮椅的资料，包括设计的相关国家标准及最新研究成果，撰写毕业设计开题报告一份。 第4-6周：通过市场调查已有的电动轮椅驱动机构结构，设计出相应的总体设计方案。 第7-12周：设计控制方式及电路，绘制总装示意图和关键零件图，撰写毕业论文。 5、设计说明书格式要求： 设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键词（中英文）、中图分类号、正文（含设计方案论证、设计及其它说明等）、结束语和参考文献等内容，并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。 指导教师系(教研室) 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名
电机自动控制系统期末复习题 1、用开环与闭环转速与电枢电压的方程式解释，在直流电动机调速系统中，为什么闭环系统的机械特性比开 环的接特性硬？ 2、推导出它励直流电动机，给定电压Ud0与电机转速之间的数学方程式，并解释负载电流变化对转速的影响。它励直流电动机的调速原理？电路原理图？数学方程式？ 3、开环系统的调速范围、静差率和闭环系统的调速范围、静差率有啥区别？它们之间的关系是什么？ 4、用数学公式解释为什么在闭环系统中，为满足系统的稳态精度，要求开环放大系数K值越大越好，而为了满足稳定性要求，K值又不能太大？ 5、为什么闭环控制系统可以减少稳态速降？那个参数的变化可以使稳态速降降低很多？ 6、在转速负反馈单闭环调速系统中，分别采用比例控制、积分控制、比例积分控制，那些有静差？那些无静差？为什么要有静差？为什么能做到无静差？ 可逆PWM变换器的工作原理？与晶闸管整流电源的区别？ 7、电流连续与断续的机械特性有何不同？ 8、直流脉宽输出电压方程与晶闸管整流装置的电压方程有何不同？直流脉宽电源有几种典型形式？直流脉宽电源是如何实现调压的？ 9、在转速负反馈单闭环无静差调速系统中，突加负载后又进入稳定运行状态，用各环节的电压变化状态解释系统是如何实现转速调节的。 10、控制系统的伯特图中三个频段（低、中、高）对系统对系统性能的影响。截止频率对系统性能的影响。 11、对于转速、电流双闭环调速系统，请回答下列问题： 1）在该系统中，ASR和ACR各起什么作用？如果ASR和ACR都采用PI调节器，它们的输出限幅值应如何确定？ 2）若要改变系统的起动电流，应该调节什么参数？ 12、什么闭环控制系统可以减少稳态速降？ 13、在转速负反馈单闭环调速系统中，那些扰动系统有抑制作用，那些扰动系统无法抑制？为什么？ 14、对于转速、电流双闭环调速系统，如要改变电机转速,应该调节什么参数? 15、对于转速、电流双闭环调速系统，如要改变电机的堵转电流,应该调节什么参数? 16、对于转速、电流双闭环调速系统，如转速给定信号U*n没有变，增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反 馈电压Un是增加还是减少？为什么？ 17、设系统的结构图如下图所示： 18、直流脉宽输出电压方程与晶闸管整流装置的电压方程有何不同？ 19、直流脉宽电源有几种典型形式？直流脉宽输出电压方程与晶闸管整流装置的电压方程有何不同？
摘要 根据所收集的各类文献及市场出售的各种轮椅显示，目前绝大多数轮椅可分为折叠式和固定式其中包括电动式等，折叠式轮椅收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，是个很大负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。而电动式轮椅造价和价格比较贵不适合大众消费，而普通固定式的又占面积，不灵活。本设计所要研究的仿生叠轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。 关键词：手推型折叠轮椅; 连杆机构; Watt I六联杆机构
Abstract According to the literatures collected in this research, most of the folding wheelchair can only be folded in lateral direction and the folded volume is still too big to carry or to transport and it becomes a terrible burden for active wheelchair users. There are two or three folding wheelchairs selling in the market, which can be folded into the size of a suitcase and is called “assembly wheelchair.” Their major defect is lengthy and complicated assembling procedures. Every time the user folds or unfolds the wheelchair, a tedious process must be conducted, which causes severe problems to daily wheelchair users. This research developed a linkage-type portable wheelchair. An optimal Watt-I six-bar mechanism was found according to the design requirements and design constraints. A full-size mockup was built after the dimensional analysis was accomplished. The portable wheelchair developed in this research has one-DOF with no separated parts. It requires no tools to operate. The new design has compact folded volume and light weight. It is easy to operate and can be dragged like luggage case. Therefore, it is an ideal mobile tool for elders and handicapped persons. Keywords ：hand-push；wheelchair；linkage；Watt-I six-bar
轮椅项目 计划书 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 轮椅是装有轮子并可以替代行走的椅子，是伤残人士居家康复、周转 运输、就诊、外出活动的重要移动工具，其产品主要分为电动轮椅和手动 折叠轮椅。其中电动轮椅是在普通轮椅上叠加了高性能动力驱动装置、智 能操纵装置、电池等部件进行改造升级而成的，与传统轮椅相比更为人性化，操作也更加方便，因此很快就成为国内外市场上最受欢迎的实用轮椅 产品。 该轮椅项目计划总投资2247.31万元，其中：固定资产投资1879.27 万元，占项目总投资的83.62%；流动资金368.04万元，占项目总投资的16.38%。 达产年营业收入2682.00万元，总成本费用2045.62万元，税金及附 加40.60万元，利润总额636.38万元，利税总额764.76万元，税后净利 润477.28万元，达产年纳税总额287.47万元；达产年投资利润率28.32%，投资利税率34.03%，投资回报率21.24%，全部投资回收期6.21年，提供 就业职位46个。 近年来，我国轮椅市场主要集中于低端产品，而中高端产品需求无法 满足，这导致我国中高端需求大多依赖于国外进口。而电动轮椅的在我国 的迅速发展，将会在一定程度上满足我国产量较少的中高端轮椅市场，从 而提升整体轮椅市场的竞争力。但由于目前国内电动轮椅价格相对较贵，
远远超出我国老年人的消费能力；且国家对电动轮椅的生产和销售的市场监管存在着一些问题，消费者缺乏购买信心。我国电动轮椅市场未来仍有很长的路要走。
第一章项目总论 一、项目概况 （一）项目名称及背景 轮椅项目 智能轮椅是指具有视觉和口令导航功能、能与人进行语音交互的机器人轮椅。智能轮椅可以安全便捷地将用户送到目的地，或完成指定任务。在运动过程中，智能轮椅需要接受用户的指令，同时也要结合环境信息启动自身避障、导航等功能，产品的技术含量及附加值较高。随着消费观念的转变和智能化时代到来，智能轮椅成为轮椅行业升级的重要方向。 电动轮椅是传统手推轮椅的升级产品，在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件，改造升级而成的。从产业链来看，电动轮椅上游主要是机械、塑料、电子和合金等原材料生产厂商，下游主要销售渠道包括医疗器材专卖店、康复医疗机构、养老机构及电商平台等。 （二）项目选址 某某经开区
摘要 轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，但障碍物却使轮椅受到很大限制。现代由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。高通过性轮椅设计是采用轮腿式机器人结构，正常行驶时轮式工作，采用四轮驱动；遇到障碍时腿式工作，从而适应大多数地形；车身则采用自动导轨式调平结构，该结构简单，调节方便。本次设计的主要工作包括：确定轮椅的工作方式以及工作结构形式、主体尺寸，并确定各主要零、部件的结构尺寸及其选型。 关键词：轮椅高通过性轮腿式机器人
Abstract Wheelchairs are frail elderly and the disabled limb indispensable means of transport,but the obstacles while filling the wheelchair is very restricted.As with a traditional modern wheeled structure,can only walk on flat ground, facing steps, stairs, but this is more complex terrain powerless.High-pass design is the use of a wheelchair wheel legged robot structure,normal driving wheel work, the use of four-wheel drive;encounter obstacles leg work to accommodate most of the terrain; body is leveling automatic slide-type structure,the structure is simple,easy to adjust. The design of the main tasks include: determining wheelchair work and the working structure,body size,and identify the major components and parts of the structure size and selection. Keywords: wheelchair high adoption round legged robot
机械原理与设计课程设计计算说明书 设计题目： 多功能轮椅 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 年月日
目录 <一> 设计背景与整体规划设计 (3) 一、设计背景与意义 二、整体设计 <二> 行走机构部件的设计与计算 (5) 一、爬楼梯功能结构设计 1.履带式行走机构设计： 2.行星轮式行走机构 <三> 其他功能机构部件的设计与计算 (10) 一、车体主要部件 二、靠背平躺机构 三、防侧翻机构设计 <四> 传动系统设计与计算 (11) 一、电动机的选择 二、减速装置 <五> 设计总结与心得 (13) <六> 参考文献 (14)
<一> 设计背景与整体规划设计 一、设计背景与意义 轮椅为残疾人和体弱老年人必不可少的行走工具，但由于残疾人和老年人身体相对较弱,且较多无工作能力,经济来源有限。而且当他们不使用轮椅时，又需要轮椅便于包装和移动。因此，要求轮椅:轻便小巧,结构紧凑,功能单一，简单易用,价格低廉。轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。据史料记载，最早的轮椅出现在中国的南北朝时期。近现代以来，轮椅发生了很大的改进并且人们逐渐开始把轮椅当做康复运动的工具，人们对残疾人士的关注也随着轮椅的广泛普及而增加。1964年，残障奥运会首次登场。随着竞技的需求，轮椅的设计朝向强调其功能性、舒适性、耐用性与外观酷炫发展。 轮椅的出现，为众多的残疾人士提供了方便、舒适的生活，使他们能更好的生活、工作，使许多的残疾人为社会奉献了强大的力量，同时也引发人们对人生的思考，让社会更加人性化，更加和谐。 因此如何设计和制造一个功能强大、人性化的轮椅成为了当今残疾人士最为关心的问题。现如今的许多轮椅都需要残疾人自己用手推动或他人推动，不方便且费力，并且走在不平坦的路上易颠簸。尤其是爬楼梯的时候，如果楼梯旁没有斜坡，把轮椅抬起将会是极大地麻烦。我们小组做的就是设计一个能上下楼梯并有一些辅助功能的多功能轮椅。 二、整体设计 1、参照标准轮椅尺寸，整体结构尺寸选择如下： 座宽：440mm 背高：380mm 座深：400mm 全高：900mm 全宽：670mm 全长：1000mm 扶手高：220mm
轮椅项目 商业计划书 规划设计/投资分析/产业运营
报告摘要 轮椅是装有轮子并可以替代行走的椅子，是伤残人士居家康复、周转运输、就诊、外出活动的重要移动工具，其产品主要分为电动轮椅和手动折叠轮椅。其中电动轮椅是在普通轮椅上叠加了高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件进行改造升级而成的，与传统轮椅相比更为人性化，操作也更加方便，因此很快就成为国内外市场上最受欢迎的实用轮椅产品。 近年来，我国轮椅市场主要集中于低端产品，而中高端产品需求无法满足，这导致我国中高端需求大多依赖于国外进口。而电动轮椅的在我国的迅速发展，将会在一定程度上满足我国产量较少的中高端轮椅市场，从而提升整体轮椅市场的竞争力。但由于目前国内电动轮椅价格相对较贵，远远超出我国老年人的消费能力；且国家对电动轮椅的生产和销售的市场监管存在着一些问题，消费者缺乏购买信心。我国电动轮椅市场未来仍有很长的路要走。 该轮椅项目计划总投资18782.28万元，其中：固定资产投资14525.51万元，占项目总投资的77.34%；流动资金4256.77万元，占项目总投资的22.66%。
达产年营业收入41166.00万元，净利润7494.67万元，达产年纳 税总额4270.25万元；达产年投资利润率53.20%，投资利税率62.64%，投资回报率39.90%，全部投资回收期4.01年，提供就业职位799个。
轮椅项目商业计划书目录 第一章项目概述 第二章项目背景研究分析 第三章市场调研分析 第四章项目方案分析 第五章工程设计可行性分析 第六章运营管理模式 第七章风险性分析 第八章 SWOT分析 第九章实施安排 第十章投资方案计划 第十一章项目经济评价分析 第十二章项目综合评估
任务书
目录 摘要 ................................................... 错误！未定义书签。第一章多功能康复轮椅设计的概述....................................................................... 错误！未定义书签。第二章多功能康复轮椅的结构设计 (6) 第三章多功能康复轮椅的材料和力学分析 (8) 第四章多功能康复轮椅的功能分析......................................................................... 错误！未定义书签。第五章多功能康复轮椅的3D模型制作.. (16) 第六章多功能康复轮椅设计和制作的前景展望 (17) 结束语 (18) 主要参考文献 (19)
摘要 根据所收集的各类文献及市场出售的各种轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，将形成非常大的负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。本设计所要研究的多功能肢体障碍康复轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计的多功能肢体障碍康复轮椅是由单一自由度收折零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。 关键词：多功能肢体障碍康复; 连杆机构; 第 3 页共18 页
1前言 轮椅是康复的重要工具，它的发明可以说为腿部行动不便群体提供了极大的便利。但是它在部分使用场景下以及部分功能上是存在一定的局限性的。例如，其在上下楼梯时就不能使用人群的需求。为了解决上述需求，给相关人群提供性能优越的代步工具，研究一种价格适宜、平稳安全的爬楼梯装置是十分必要的。本设计可以解决传统的星轮式轮椅行走波动较大、在针对楼梯倾角调节轮椅时的困难等问题。本设计采用剪切式的连杆机构，其既可使前部伸出而上楼梯，也可使后部缩短而方便下楼梯，故可以使座椅保持相应的平衡而使上下楼梯的功能得以实现。 2爬楼梯轮椅的设计 2.1总体设计 该轮椅主要由车架、座椅、多连杆机构、行星轮机构、驱动机构等组成。该轮椅高度为0.8m，前后宽度为0.7m，左右宽度为0.7m，重量约为20kg。通过多连杆机构可调整轮椅上楼梯的角度，在行星轮的配合之下即可实现上楼梯的功能。 2.2行星轮设计 现行楼梯台阶的尺寸为：阶高应在140-170mm，阶面宽度为220-270mm，以此为依据，预设三星轮子轮直径为180mm，在此尺寸下，利用三星轮的转动功能，爬台阶功能很容易实现。 2.3多连杆机构设计 四连杆机构设计如下：四连杆的一端铰链连接三星轮，对角端的铰链连接在轮椅箱体中伸出的螺杆上，且四连杆中与箱体连接的其中一杆是固定。箱体内通过蜗轮蜗杆机构驱动轴的转动，以此来控制四连杆整体的转动，并且由于有一杆是固定的，就可以控制四连杆的收缩。再将在三星轮主轴上连接四连杆机构，借用四连杆机构的伸缩来实现轮椅角度的改变，使之保持水平。 2.4爬楼梯功能可行性分析 在下楼梯过程中，经软件模拟， 多连杆机构的极限位置如下左图所 示，通过如下的计算可知，此过程是
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910283794.X (22)申请日 2019.04.10 (71)申请人 广州思智科技有限公司 地址 510000 广东省广州市天河区天河北 路689号5楼自编11房 (72)发明人 肖怒海 党彦波 黄康军 周玉梅 (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 程华 (51)Int.Cl. A61G 5/04(2013.01) A61G 5/10(2006.01) (54)发明名称 一种电动轮椅控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种电动轮椅控制系统，包 括：轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置；轮椅控 制装置中的第一无线通讯模块与第一主控制模 块连接；遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二 无线通讯模块和第二主控制模块；遥控姿态检测 模块的输出端与第二主控制模块的输入端连接， 用于传输遥控装置的姿态信息；第二主控模块与 第二无线通讯模块连接；轮椅控制装置与遥控装 置通过第一无线通讯模块和第二无线通讯模块 进行数据交互；轮椅控制装置用于将来自于遥控 装置的控制信号发送至驱动装置；驱动装置的输 入端与轮椅控制装置的输出端连接，用于根据控 制信号控制轮椅的运动姿态。本发明提供的电动 轮椅控制系统具有控制方便、 操作简单的特点。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109846617 A 2019.06.07 C N 109846617 A
权 利 要 求 书1/1页CN 109846617 A 1.一种电动轮椅控制系统，其特征在于，包括：轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置； 所述轮椅控制装置包括第一主控制模块和第一无线通讯模块；所述第一无线通讯模块与所述第一主控制模块连接； 所述遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二无线通讯模块和第二主控制模块；所述遥控姿态检测模块用于检测遥控装置的姿态信息；所述遥控姿态检测模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述第二主控模块与第二无线通讯模块连接； 所述轮椅控制装置与所述遥控装置通过所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块进行数据交互；所述轮椅控制装置用于将来自于所述遥控装置的控制信号发送至所述驱动装置； 所述驱动装置的输入端与所述轮椅控制装置的输出端连接；所述驱动装置用于根据所述控制信号控制轮椅的运动姿态。 2.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控装置的姿态信息包括绕遥控装置X轴旋转的俯仰角，绕遥控装置Y轴旋转的横滚角与绕遥控装置Z轴旋转的偏航角。 3.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅的运动姿态包括：运动速度、前进、后退、停止、左转和右转。 4.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅控制装置还包括按键模块和摇杆模块； 所述摇杆模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述摇杆模块用于控制轮椅前进、后退、左转、右转和停止；所述按键模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接；所述按键模块用于选择轮椅的运动速度、控制电源的开闭以及控制声音的有无。 5.根据权利要求4所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述按键模块包括加键、减键、声音键、开机键和关机键； 所述加键和减键用于调整轮椅的运动速度；所述声音键用于控制轮椅发出的声音；所述开机键用于开启轮椅控制装置的电源；所述关机键用于关闭轮椅控制装置的电源。 6.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控装置还包括遥控按键模块；所述遥控按键模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接；所述遥控按键模块用于输入控制轮椅运动姿态的信息。 7.根据权利要求6所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述遥控按键模块包括发送键；所述发送键用于向所述轮椅控制装置发送轮椅的运动姿态信息。 8.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统，其特征在于，所述轮椅控制装置和遥控装置中均包括有LCD显示模块；所述LCD显示模块用于显示轮椅的运动姿态信息、剩余电量和故障信息。 2
第五章电动轮椅运动控制系统的软件设计在本系统的控制方案中，作者采用 TMS320LF2407A DSP 控制芯片作为系统的核心控制芯片。它具有很快的运行速度，丰富的片内外设等系统资源和强大的中断功能以及灵活丰富的指令集、高速运算能力、内部操作的灵活性、低功耗等特点，使得在系统的软件设计中，可以实现复杂的控制算法。 系统软件设计的终极目的是:实现两个电机平滑稳定的协调运动控制，实现轮椅控制器的人机交互功能，具备完善的故障保护功能，且可以和 PC 机通讯的功能，使得轮椅能够在各种允许路况下都具有非常平稳舒适的运行性能。 5.1 系统的软件设计方案 5.1.1 系统的控制方块图 由第二章可知，本系统是采用电压负反馈、电流截止负反馈和电流正反馈补偿的控制算法实现两台直流电机的协调运动控制。调节器是数字 PI 调节器。系统的控制方块图如图 5-1 所示: 图5-1 轮椅运动控制系统控制方块图 由图 5-1 可知，操纵杆的输出信号 X、Y 经过 S 曲线和左/右电机给定发生器后合成为左/右电机的给定信号，取电机两端电压以及电流采样电阻电压作为反馈信号。为了防止轮椅起动或堵转时电机电流过大，本文采用了具有电流截止负反
馈的电压闭环调速系统。电流正反馈补偿环节是为了补偿由于电枢电阻引起的速降以提高系统的机械特性。当轮椅运行在比较糟糕的路况时，轮椅的左/右电机在相同的给定下，负载大小可能不同，这时当用户本想径直前进时，轮椅可能由于左/右电机负载的不同，而转弯，图 5-1中的“负载不平衡时电流正反馈补偿”环节就是为克服这种情况而设计的。S 曲线的设置使得轮椅在起/制动时都能够非常平滑和舒适，保证了安全性。速度给定发生器和负载补偿仲裁器是两台电机协调控制的核心指挥部，它们保证了轮椅在二维平面上的自由运行。 5.1.2 本系统软件控制的时序 对于一个以 TMS320LF2407A 为核心控制芯片的控制系统来说，首要的任务是确定系统的时钟系统，其次是合理决定软件中的中断数量和顺序。 本系统在硬件上采用的是外部晶体振荡器，其频率是 10MHz，在软件中设定CPU时钟为 40MHz，PWM 载波频率为 20KHz，系统的中断频率和 AD 采样频率也都是20KHz。 5.2 系统软件的主要功能模块 本轮椅运动控制系统软件主要包括以下一些功能模块: (1)初始化模块; (2)上电时操纵杆中心位置检测程序; (3) AD 采样子程序; (4)电池电量检测子程序; (5)睡眠模式子程序; (6)锁存模式子程序; (7)鸣笛子程序; (8)加速度曲线给定子程序; (9)速度按键处理子程序;
目录 1.设计要求 (2) 2.设计原理 (2) 3.系统设计分析与计算 (3) 3.1 v a 为输入的直流电机控制系统微分方程计算 (3) 3.2计算W到Y的传递函数 (4) 3.3 k P 和k i 的值 (4) 3.4 PI控制环节对系统性能方面的议案相分析 (5) 3.5单位阶跃参考输入作用下系统的跟踪性能 (5) 3.6单位斜坡参考输入作用下系统的跟踪性能 (6) 4.数学仿真与验证 (7) 4.1MATLAB中连续系统模型表示方法 (7) 4.2系统在单位阶跃信号作用下输出响应仿真 (7) 4.3系统在单位阶跃信号作用下误差跟踪仿真 (9) 4.4系统在单位斜坡信号作用下输出响应仿真 (10) 4.5系统在单位斜坡信号作用下跟踪误差仿真 (10) 小结与体会.................................................... 错误!未定义书签。参考文献 (12)
直流电机PI 控制器参数设计 1.设计要求 要求对如下图所示的直流电机控制系统PI 控制环节的相关参数K p 和K I 的设计以达到闭环特征根满足包括60j 60±-的要求；并对直流电机控制系统在单位阶跃信号输入、单位斜坡信号输入以及扰动信号（单位阶跃信号、单位斜坡信号）输入下的动态性能、稳态性能等方面的分析， 并使用在Matlab 仿真软件中对系统的输出响应进行仿真，与理论计算的结果进行比较，修正做设计参数已达到正确结果。 2.设计原理 系统的结构图能较好地反应系统各方面信息，通过对系统结构图的分析，我们可以求出 Y
输入到输出的传递函数；通过系统结构图的变换可以求出扰动到输出的传递函数。通过相应的传递函数我们可以非常清楚的看出系统的型别，零极点大致分布等信息，可以初略估计系统的动态性能和稳态性能。 通过对v a 为输入到Y 输出的传递函数的拉普拉斯反变换可以求出相应的以v a 为输入的直流电机控制系统微分方程。从闭环传递函数中可以马上得到闭环特征方程，利用待定系数法可以求出所要求特定特征根情况下k P 和k I 的值。单位阶跃参考输入、单位斜坡参考输入时系统的跟踪性能都能通过相应传递函数拉普拉斯反变换得到其时域方程；对时域方程进行分析可以得到比较直观的系统动态性能和稳态性能指标。理论结果计算出来后，我们还可以利用Matlab 工具进行仿真计算，Matlab 能仿真出系统的输出响应曲线，能比较形象、直观的表现出系统的各方面性能，然后将通过Matlab 仿真软件对系统响应仿真结果与理论计算结果进行比较、修正。 3.系统设计分析与计算 3.1 v a 为输入的直流电机控制系统微分方程计算 首先应求出从v a 到Y 的传递函数，对传递函数进行拉普拉斯反变换就可得到相应的微分方程。 PI 表达式为：)(0 ?+=t I p a edt k e k v ，其中e=r-y 。可以得出相应的传递函数s K s K s D I P +*= )( W(s)=0,有以R 为输入的直流电机控制系统如上面图3-1所示，有开环传递函数为： ()() 60s s K s K 600)()(I p ++*= s H s G W(s)=0，R 错误!未指定书签。为输入的直流电机控制系统闭环传递函数为： Y