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电机转速控制实验报告
1. 实验目的
本实验旨在研究电机转速控制的原理和方法，通过实际操作和数据分析来加深对电机控制的理解，并验证控制算法的有效性。
2. 实验原理
电机转速控制是通过改变电机供电电压或者改变电机绕组的接线方式来控制电机的转速。
在本次实验中，我们将采用调制技术来实现电机转速的控制。
3. 实验设备与材料
- 电机：直流电机
- 控制器：单片机控制器
- 传感器：转速传感器
- 电源
- 连接线
4. 实验步骤
1. 搭建实验电路：将电机和传感器连接至控制器，并接通电源。
2. 编写控制程序：根据所选的控制算法，编写相应的控制程序，并将其烧录至控制器中。
3. 运行实验：根据预设条件，控制电机的转速并记录数据。
4. 数据分析：对实测数据进行分析，验证控制算法的有效性。
5. 实验结果与分析
在实验过程中，我们采用了调制技术来实现电机转速的控制。
通过对控制程序的设计和实验数据的分析，我们得出以下结论：
- 当调制信号的频率增加时，电机的转速也随之增加，说明控制算法的设计是成功的。
- 通过调整调制信号的占空比，我们可以实现对电机转速的精确控制。
6. 实验总结
通过本次实验，我们深入了解了电机转速控制的原理和方法。
实验结果表明，调制技术能够有效地实现电机转速的控制，并且可以通过调整参数来实现不同的控制效果。
在实验过程中，我们还学习了如何编写控制程序和分析实验数据。
这些都对我们进一步深入研究电机控制提供了良好的基础。
7. 参考文献
- 电机控制技术原理与应用教材
- 直流电机转速控制实验指导书。
西安交通大学自控实验五直流电机转速控制系统设计实验报告自动控制原理实验报告实验52021-12-20实验五直流电机调速系统的设计一、实验目的1.了解直流电机转速测量和控制的基本原理。
2.掌握labview图形化编程方法，编写电机转速控制系统程序。
3.熟悉pid参数对系统性能的影响，通过pid参数调整掌握pid控制原理。
二、实验设备计算机一台，nielvis多功能虚拟仪器综合实验平台一套，labview软件，万用表一个，直流电机一个，光电管一个，电阻若干，导线若干。
三、实验任务1.使用nielvis可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变其运行速度；2.通过光电开关测量电机转速；3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自动控制系统。
四、实验步骤任务一：通过可变电源控制电机旋转1任务二：通过光电开关测量电机转速任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速编程思想：PID控制器的输入SP为预期转速输出，PV为实际测量的电机转速，MV为PID输出控制电压。
SP是来自前面板的输入；PV通过光电开关测量电机转速获得；将PID 的输出控制电压连接到“可变功率控制电机旋转”模块的电压输入控制端子，以控制可变电源以产生所需的直流电机控制电压。
通过不断检测电机转速与期望值之间的偏差，并通过PID控制器生成控制信号，实现对直流电机转速的负反馈控制。
PID参数：比例增益：0.002积分时间：0.010微分时间：0.006采样率和待读取样本：采样率：500Ks/s待读取样本：500启动死区：电机刚通电时，速度为0，脉冲周期为0，脉冲频率无限。
通过设置速度的“虚拟下限”来解决问题。
本实验中的电机转速2最大值为600r/min。
因此，可以将上限设置为600r/min。
当超过上限时，速度的虚拟下限设置为100r/min。
改进：利用labview中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。
一、实训目的本次实训旨在使学生了解直流电动机的工作原理、调速方法及其在实际应用中的重要性。
通过实训，使学生掌握直流电动机的调速原理、调速方法、调速装置及其操作方法，提高学生对电机调速技术的理解和应用能力。
二、实训内容1. 直流电动机基本结构及工作原理实训开始前，先向学生介绍直流电动机的基本结构，包括定子、转子、电刷、换向器等部件。
然后讲解直流电动机的工作原理，即通过电磁感应原理将直流电能转换为机械能。
2. 直流电动机调速方法（1）调压调速：通过改变电枢电压来调节电动机转速。
升压时转速升高，降压时转速降低。
（2）电枢串电阻调速：在电枢回路中串联电阻，通过改变电阻值来调节电动机转速。
电阻越大，转速越低。
（3）改变磁通调速：通过改变励磁电流来调节电动机转速。
升压时转速降低，降压时转速升高。
3. 直流电动机调速装置及操作方法（1）调压调速装置：采用直流调压器，通过调节调压器的输出电压来改变电枢电压。
（2）电枢串电阻调速装置：采用调速电阻器，通过调节电阻器的阻值来改变电枢回路中的电阻。
（3）改变磁通调速装置：采用励磁调节器，通过调节励磁电流来改变磁通。
4. 实训操作（1）调压调速：将直流电动机接入调压调速装置，通过调节调压器输出电压，观察电动机转速的变化。
（2）电枢串电阻调速：将直流电动机接入电枢串电阻调速装置，通过调节调速电阻器的阻值，观察电动机转速的变化。
（3）改变磁通调速：将直流电动机接入改变磁通调速装置，通过调节励磁调节器的电流，观察电动机转速的变化。
三、实训结果与分析1. 调压调速实训结果表明，通过调节调压器的输出电压，可以实现对直流电动机转速的调节。
升压时转速升高，降压时转速降低。
但需要注意的是，电压过高或过低都会对电动机造成损害。
2. 电枢串电阻调速实训结果表明，通过调节调速电阻器的阻值，可以实现对直流电动机转速的调节。
电阻越大，转速越低。
但电阻过大时，会导致电枢电流过大，损耗能量过多，效率变低。
直流电机转速控制实验报告自动控制原理实验实验报告直流电机转速控制设计一、实验目的1、了解直流电机转速测量与控制的基本原理。
2、掌握LabVIEW图形化编程方法，编写直流电机转速控制系统程序。
3、熟悉PID参数对系统性能的影响，通过PID参数调整掌握PID控制原理。
二、实验设备与器件计算机、NI ELVIS II多功能虚拟仪器综合实验平台、LabVIEW软件、万用表、12V直流电机、光电管，电阻、导线。
三、实验原理直流电机转速测量与控制系统的基本原理是：通过调节直流电机的输入电压大小调节电机转速；利用光电管将电机转速转换为一定周期的光电脉冲、采样脉冲信号，获取脉冲周期。
将脉冲的周期变换为脉冲频率，再将脉冲频率换算为电机转速；比较电机的测量转速与设定转速，将转速偏差信号送入PID控制器，由PID 控制器输出控制电压，通可变电源输出作为直流电机的输入电压，实现电机转速的控制。
四、实验过程（1）在实验板上搭建出电机转速光电检测电路将光电管、直流电机安装在实验板上的合适位置，使得直流电机的圆片恰好在光电管之中，用导线将光电管与相应阻值的电阻相连，并将电路与相应的接口相连，连接好的电路图如下。
（2）编写程序，实现PID控制SP为期望转速输出，是用户通过转盘输入期望的转速；PV为实际测量得到的电机转速，通过光电开关测量马达转速可以得到；MV为PID输出控制电压，将其接到“模拟DBL”模块，实现控制电源产生所需的直流电机控制电压。
通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，实现对直流电机转速的控制。
编写的程序如下图所示五、调试过程及结果PID参数调整如下时，系统出现了振荡现象，导致了系统的不稳定。
于是将参数kc调小，调整后的参数如下：系统出现了一定程度的超调，不满足实际的应用。
继续将Ti参数调大，并加入移位寄存器，对转速测量值取滑动平均，得到较为理想的系统输出。
-全文完-。
一、实习目的通过本次实习，使学生了解直流调速系统的基本原理、组成和运行方式，掌握直流调速系统的设计、调试和运行方法，提高学生动手实践能力和实际工程应用能力。
二、实习内容1. 直流调速系统基本原理直流调速系统是一种广泛应用于工业领域的电力拖动控制系统，其基本原理是利用晶闸管整流电路将交流电源转换为直流电源，通过调节直流电源的电压来控制直流电动机的转速。
2. 直流调速系统组成直流调速系统主要由以下几部分组成：（1）晶闸管整流电路：将交流电源转换为直流电源。
（2）平波电抗器：抑制整流电路输出的直流电压中的纹波。
（3）调节器：根据转速反馈信号和给定转速信号，调节晶闸管整流电路的控制角，从而实现直流电动机转速的调节。
（4）直流电动机：将电能转换为机械能，实现负载的拖动。
（5）转速反馈装置：将直流电动机的实际转速转换为电信号，反馈给调节器。
3. 直流调速系统设计（1）选择合适的晶闸管整流电路：根据负载要求，选择合适的整流电路，如三相桥式整流电路。
（2）设计调节器：根据转速反馈信号和给定转速信号，设计合适的调节器，如PI调节器。
（3）设计转速反馈装置：根据直流电动机的实际转速，设计合适的转速反馈装置，如测速发电机。
（4）设计平波电抗器：根据整流电路的输出电流和负载要求，设计合适的平波电抗器。
4. 直流调速系统调试（1）安装调试：将各个部件按照设计要求进行安装，并连接好电路。
（2）参数整定：根据实际负载要求，对调节器参数进行整定，使系统满足性能要求。
（3）系统调试：在负载条件下，对系统进行调试，确保系统运行稳定。
5. 直流调速系统运行（1）启动：按启动按钮，使直流电动机开始运行。
（2）调速：根据负载要求，调整给定转速信号，实现直流电动机转速的调节。
（3）停止：按停止按钮，使直流电动机停止运行。
三、实习总结1. 通过本次实习，使学生掌握了直流调速系统的基本原理、组成和运行方式。
2. 学生学会了直流调速系统的设计、调试和运行方法，提高了动手实践能力和实际工程应用能力。
直流电机转速测量与控制系统设计实验报告成评语：绩教师：年月日班级：学号：姓名：地点：时间：直流电机转速测量与控制系统设计与实现一、课程设计题目：直流电机转速测量与控制系统实验。
二、课程设计目的：1.了解以微机为核心的闭环控制系统的组成原理。
掌握电机转速闭环控制系统的构成方法。
2.了解霍尔器件的工作原理：电机转速的测量与控制的基本原理。
掌握PWM调速原理和应用方法。
3.掌握控制系统的设计与调试方法，提高分析问题和解决问题能力。
三、课程设计的内容：设计一个对直流电机转速测量与转速控制的闭环控制系统。
微机控制中心在监控界面上设置电机转速。
电机转速测量利用霍尔传感器电路产生转速脉冲，定时/计数电路通过脉冲计数获得转速参量。
电机转速调整采用PWM（脉宽调节）方法，控制中心采样到电机转速参量，算得转速值同预定转速设置值进行比较，若不相同，则调整控制转速脉冲的占空比，来达到调速的目的。
（占空比=脉冲宽度/脉冲周期）四、系统功能要求与设计要求：1.系统监控界面设计：监控系统具有转速参数设置窗口、采样的电机转速数据显示窗口、转速动态曲线显示窗口相应功能选择菜单。
2.监控程序设计要求：a) 监控程序用查询方式获取转速数据。
b) 监控程序用中断方式获取转速数据。
3.硬件设计要求：充分利用现有实验系统资源设计一个性能较好的直流电机转速闭环控制系统。
利用带锁存的I/O接口电路(如 8255,74LS273，D/A-DA0832)输出控制电机转速的脉冲。
采样转速用霍尔传感器件提供电机转速脉冲。
利用定时/计数电路对电机转速脉冲计数。
微机可从定时/计数电路中获得电机转速数值，并产生控制电机转速的PWM脉冲。
五、设计详情：1）闭环控制系统原理图电机转速测量与控制闭环系统基本功能图2）电机控制及转速测量原理图3）操作步骤直流电机在控制脉冲作用下转动，电机转盘上的永久磁铁随之旋转，霍尔传感器件3101T受磁场的影响，从端口OUT输出脉冲信号，电机旋转一圈，霍尔传感器输出一个脉冲，脉冲频率于电机转速成正比。
直流电动机调速实验报告摘要：本次实验通过对直流电动机调速系统的设计与搭建，探索了采用不同控制方法对电动机进行调速的效果与特性。
通过实验验证，得出了电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中的应用特点和优缺点。
一、引言直流电动机是一种广泛应用于工业生产中的电动机，其具有调速范围广、响应快、工作可靠等特点。
直流电动机调速是工业自动控制系统中的常见问题，其调速性能直接影响到生产设备的工作效率和质量。
因此，对直流电动机调速系统进行研究与实验具有重要的意义。
二、实验目的1.熟悉直流电动机的基本结构和工作原理；2.掌握电流调速和电压调速在直流电动机调速中的应用特点；3.进行实验验证，分析电流调速和电压调速的优缺点。
三、实验原理直流电动机的调速方法主要包括电流调速和电压调速两种。
电流调速通过改变电机的输入电流来调节电机的转速，而电压调速则是通过改变电机的输入电压来调节电机的转速。
电流调速适用于负载变化较大的场合，而电压调速适用于负载稳定的场合。
四、实验设备与材料1.直流电动机；2.调速器；3.控制器；4.多用表；5.实验电路板等。
五、实验步骤1.搭建电流调速实验电路，连接电动机、调速器和控制器；2.按照实验要求调节控制器的参数；3.打开电源，设置控制器的输入信号；4.在实验过程中记录电机的转速、电流和输出功率等参数；5.将实验数据整理并进行分析。
六、实验结果与讨论根据实验数据，绘制了电流调速和电压调速的转速-负载特性曲线。
分析实验数据发现，电流调速方法在负载变化较大时，保持了较稳定的转速，且响应速度较快。
而电压调速方法在负载较稳定时能够保持较好的速度稳定性，但对于负载变化较大的情况，则转速会有较大波动。
七、结论通过本次实验研究发现，电流调速和电压调速方法在直流电动机调速中具有不同的应用特点和优缺点。
电流调速适用于负载变化较大的场合，能够保持转速的稳定性和响应速度；而电压调速适用于负载较稳定的场合，能够保持较好的转速稳定性。
实验七 直流自动调速系统实验一、实验目的：1、了解直流自动调速系统的组成与各个环节的传递函数；2、掌握直流自动调速系统静态特性测试方法，求出系统开环放大倍数)/(s rad K V ，分析V K 与稳态误差ss e 之间的关系：3、掌握直流自动调速系统开环加校正时频率特性的测试方法，绘出系统Bode 图的相角裕度γ、幅值裕度)/(s rad K V 和开环传递函数G （S ）。
二、实验原理：1、 直流自动调速系统方块图如图1所示：图中：直流自动调速系统传递函数、各点参数如下：1K —前置放大器增益 R U —给定电压（控制量）2K —功率放大器增益n —电动机转速（被控制量）C K —直流测速发电机传递系数Ue ∆—偏差量α—分压器分压系数K U —前置放大器输出电压PD —)1/(1+-=TS S G C τG U —校正电压PI —BTS S K G C /)1(42τ+-= D U —直流电动机电枢电压PID —)()()(21S G S G S G C C C +=FZ M —干扰信号（负载转矩）13+S T K m —直流电动机传递函数C U —反馈电压R —电枢回路等效电阻f U —反馈电压Cm —电动机的转矩常数 2．直流电动调速控制系统抗干扰的物理过程： 直流电动机的机械特性 Φ-=e aa D C R I U n闭环控制系统,抗干扰的顺序过程是：在干扰信号FZ M 的作用下（FZ M 的数值下降），使系统直流电动机的转速n 上升、测速发电机电压C U 上升、负反馈电压f U 上升、在给定电压R U 不变的情况下偏差电压)(Ue U U Ue f R ∆=-∆下降。
由直流电动机机械特性的公式知道，在其它参数不变的条件下，加在电枢两端的电压D U 下降，使直流电动机的转速下降，闭环控制系统靠这样的顺序过程实现自动调速的。
同理得出结论，闭环系统能够有效地抑制一切被包围在反馈环内的扰动作用。
计算机控制技术综合性设计实验实验课程：直流电机转速控制实验设计报告学生姓名：学生姓名：学生姓名：学生姓名：指导教师：牛国臣实验时间：年月日直流电机转速控制实验设计报告一、实验目的：1.掌握电机的工作原理。
2.掌握直流电机驱动控制技术。
3.掌握增量式编码器位置反馈原理。
4.熟悉单片机硬件电路设计及编程。
5.实现直流电机的转速控制。
二、实验内容：已知某一直流永磁有刷伺服电机参数如下：设计直流电机转速控制系统。
要求：表1 直流伺服电机参数1.分析并建立电机的数学模型，分别得出在连续控制系统和离散控制系统中对应的传递函数；2.基于MATLAB软件对直流电机进行仿真，并通过PID控制器的参数整定对直流电机进行闭环控制，3.设计直流电机控制硬件电路，主要包括主控模块、电机驱动模块、编码器反馈模块、通信模块、电源模块、显示模块等。
4.对各模块进行单元调试，设计数字PID控制器，并基于A VR单片机编制程序，进行系统联调。
5.最终完成直流电机控制硬件平台的设计、搭建及软件调试，要求有速度设置、显示功能，速度控制误差在1%以内，具有与上位机通讯的接口，能通过上位机方便进行参数设置、速度控制等操作。
三、 实验步骤：1、建立电机的数学模型，得出控制统的传递函数；由直流电机得来的三个方程：n k dt di Li R s u E m m ++=)( i k T M m =f L m T dtdw J T T ++= 、 进行拉式变换得：)()()()(s n k s LSI s I R s U E m m ++=)(s I k T M m =f L m T s JS T T +Ω+=)(带入数据在进行z 变换得: 521039.19252.01394.0459.1)(-⨯+-+=z z z z G 2、.基于MATLAB 软件对直流电机进行仿真（1）连续系统阶跃响应程序为：>> num=[1]num =1>> den=[0.0000000542,0.00061,0.0468]den =0.0000 0.0006 0.0468>> G=tf(num,den)Transfer function:1----------------------------------5.42e-008 s^2 + 0.00061 s + 0.0468>> step(G)>> Gz=c2d(G,0.01,'zoh')Transfer function:11.43 z + 0.06868-----------------z^2 - 0.4618 zSampling time: 0.01>> step(Gz)阶跃响应曲线如图1所示：图1 阶跃响应曲线（2）离散系统的单位阶跃响应程序如下：>> num=[52.756.913];>> den=[1 -0.8009 0.0005123];>> sys=[num,den,0.001];>> dstep(num,den,100)离散系统的阶跃响应曲线如图2所示（T=1ms）：图2 离散系统的阶跃响应曲线（3）PID参数整定1）设D(z)=错误！未找到引用源。
直流电机转速PID控制系统设计学院：专业班级：姓名：学号：指导老师：目录第一章PID简介 (1)第二章直流电机工作原理 (6)2.1 工作原理 (6)2.2、直流电机PID控制原理方框图 (7)第三章控制系统方案选择 (10)3.1 系统设计要求 (10)3.2 系统模块设计 (12)第四章硬件设计与实现 (17)4.1 硬件设计 (17)4.2系统面板图 (24)第五章流程设计 (26)5.1 软件设计流程图 (26)第六章程序说明 (30)6.1 直流电机部分程序 (30)6.2 温度检测部分程序 (37)第七章说明及调试 (46)7.1 调试过程 (46)7.2 运行结果 (47)第八章课程设计体会 (49)第一章 PID简介PID （比例积分微分，英文全称为Proportion Integration Differentiation）控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制，实际中也有PI和PD控制。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
设计报告正文第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理1.1 广义对象的组成原理1.1.1 被控对象直流电动机工作原理和被控制量1、被控对象：电动机被控量：电动机的转速2、直流电动机的原理：基于电磁感应定律，即：运动导体切割磁力线，在导体中产生切割电势；或者说匝线链线圈的磁通发生变化，在线全中产生感应电势。
N极下到导体中的电流流出纸面，用Θ表示。
S极下到导体中的电流流出纸面，用⊗表示载流导体在磁场中受到电磁力的作用。
如果导体在磁场中的长度为L，其中流过的电流为i,导体所在的磁通密度为B，那么导体受到的磁力的值为 F=BLI 式中，F的单位为牛顿（N）；B的单位为韦伯/米2（Wb/m2）;L的单位为米（m）；I的单位为安（A）；力F的方向用左手定则来确定。
1.1.2 功率放大器的组成原理功放的作用是通过对控制信号的功率放大以产生足够的功率来驱动执行机构。
功率放大器的工作原理就是利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率将电源转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数。
应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流（或电压）是原来的β倍的大信号，这种现象成了功率放大。
而场效应管则是栅极变化一毫伏，原极电流变化一安，就成称跨导为1，功率放大器就是利用这些作用来实现小信号来控制大信号，从而使多级放大器实现了大功率输出，并非真的将功率放大了。
1.1.3 测速元件工作原理因此电刷两端的感应电势与电机的转速成正比，即电势值能表征转速的大小，因此直流测速发电机可以把转速信号转换成电视信号，从而用来测速。
测速装置由电机，光栅盘，等组成。
1.2广义对象数学模型的建立1.2.1广义对象时间响应特性的测试1.2.1.1测试实验原理图G(s)=)()(s s N 输出量 G （s ）=Φ(s)-1Φ(s)Φ(s)=）输入量（s )(s N （可以消除干扰）1.2.1.2测试过程与方法时域法：通过测量对应特定输入信号的系统输出响应，来确定系统的 传递函数。
按t1/t2的值估计结构形式 i.当t1/t2<0.32可以用一阶惯性环节近似 G(S)=1TS k +,T= 2.12t2t1+，附加e -ts (时间死区延迟) ii.当0.32<T1/T2<0.46可以用二阶惯性环节近似G(S)=))((1T2S 1T1S k++,T1+T2=(t1+t2)/2.16,T1·T2/（T1+T2）2=(1.74*t1/t2-0.55) iii.t1/t2=0.46,G(S)=K/(ToS+1)2，To=4.36t2t1+ iv.t1/t2>0.46,G(S)=K/(TS+1)n ，n=（t1/t2-11.075t1/t2+0.5）2 n 为整数T=2.16nt2t1+ 1.2.1.3测试结果曲线 转速为2000转∕分时的曲线： T1时刻三张截图:T2时刻的三张截图:N（0）及N（∞）的截图:当前 转速稳态值C （∞）=1992 稳态时间t s =0.11s0.8[C(∞)－C(0)]+C(0)=1660 0.4[C(∞)－C(0)]+C(0)=1074 计算得：0359.02,0011.01T 029.0)21(21037.016.208.02146.033.02132.006.02,02.01t 2==⇒=+==+<=<==T T T T T T T t t t ，综上，系统数学模型可近似为二阶惯性系统 系统闭环传递函数为：)10359.0)(10011.0(995.0)(0++=ΦS S s系统开环传递函数为：995.0)10359.0)(10011.0(995.0)(1)()(0-++=Φ-Φ=s s s o s o s G第二章 单闭环转速控制系统分析计算2.1 未校正闭环控制系统的结构图简单模型建立的步骤有：1)建立模型窗口。
2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，对模块进行连接，从而构成需要的系统模块。
2.2 未校正系统的稳定性分析D/A电压放功率放开关直流电一、未加校正时闭环系统稳定性分析用劳斯判据：s2 0.00003949 1s1 0.037 0s0 0.037 0可以判断出系统稳定。
二、未加校正时闭环系统的稳态误差分析图2.1 稳态误差分析图(1).峰值时间t p阶跃响应曲线第一次越过稳态值而达到峰点需要的时间。
(2).超调量σ% 阶跃相应超出稳态值的最大偏差量与稳态值之比的百分数，即σ%=)() () (∞∞-h htph× 100%式中)(tph为h（t）的最大峰值； h(∞)为h(t)的稳态值；若h(∞)=1时，超调量即为σ%。
一般情况下，超调量愈大，系统的瞬态响应振荡得越厉害，因此，超调量的大小在一定程度上反映了系统振荡的趋势。
(3).调节时间t s响应到达并停留在稳态值的+5%误差范围内所需的最小时间。
调节时间又称为过渡过程时间。
(4).延迟时间t d 响应曲线h（t）上升到达稳态值的50%所需要的时间，叫做延迟时间(5).上升时间t r响应曲线第一次上升到稳态值所需要的时间，叫做上升时间。
(6).稳态误差e ss当时间t趋于无穷时，系统稳态响应的希望值与实际值之差，叫做稳态误差。
由于稳态误差与输入形式有关，故这里采用一般表示形式，设输出稳态希望值用c r（∞）表示，输出稳态实际值用c（∞）表示，则稳态误差表达式为：e ss= c r（∞）- c（∞）上述六项性能指标中，延迟时间t d，上升时间t r和峰值时间t p均表征系统响应初始段的快慢；调节时间t s表征系统过渡过程持续的时间，从总体上反映了系统的快速性；超调量δ%是反映系统响应过程的平稳性；稳态误差则反映了系统复现输入信号的最终（稳态）精度。
今后我们侧重以超调量，调节时间和稳态误差这三项指标，分别评价系统单位阶跃响应的平稳性，快速性和稳态精度。
如果某些系统要求响应过程单调上升，并逐步逼近希望值，即c r= c （∞），也就是要求δ%=0, e ss =0时，则对系统的结构形式和元，部件参数均有严格要求。
因此，根据不同的具体情况，不同的系统，对稳，准，快的要求可以不同。
一般来说，对同一个系统稳，准，快是相互制约的。
提高过程的快速性，可能会引起系统的强烈振荡；改善了系统的平稳性，过程又可能很滞缓，甚至使用、稳态精度很低，如何来分析和解决这些矛盾，将是此次课程设计的主要内容。
2.3 系统稳态误差计算1037.000003949.0005.0037.000003949.0)(11)(220++++=+=Φs s s s S G s e ∴e ss =lim 0→s s ·s 2000·)(s e Φ=2000)(s e Φ=10rad2.4 系统动态质量指标计算2.4.1 用闭环零、极点分布表计算%σ，s t 将传递函数化为零极点式：1037.000003949.0995.0)(20++=Φs s s 其中：σ%=)()()(∞∞-h h tp h × 100%=0 e ss =10rad2.4.2 用开环()L w 、()c γω、c ω表计算%σ，s t未加校正系统Bode 图第三章转速控制系统的校正3.1 校正方式的比较与选择选PI校正：（1）附加负实根极点，使δ%减小，使系统响应速度降低，tp增大。
（2）附加负实根零点，使δ%增加，使系统响应速度降低，tp减小。
（3）闭环增益改变，对动态性能无影响。
（4）加比例环节可以提高系统增益。
（5）加积分环节可以减慢系统的调节时间。
3.2 用Bode图选择串联校正装置结构和参数如果比例控制系统的静差达不到设计要求，这时可以加入积分作用。
在整定时积分系数K1由小逐渐增强，观察输出会发现，系统的静差会逐渐减少甚至消除，知道消除静差的速度满意为止。
注意这时的超调量会比原来加大，应适当的降低一点比例系数Kp。
3.3 用局部反馈校正选择校正装置结构和参数第四章用MATLAB/simulink对转速控制系统仿真研究仿真操作方法在MATLAB/Simulink下进行仿真计算。
Simulink模块库简介1、建立空白文档。
2、模型窗口 1）信号源2)连续模块3）离散的模块4）函数和表格5）算术运算6）非线性模块7）汇出点8）信号与系统9）子系统3、将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，对模块进行连接，从而构成需要的系统模型。
4、用示波器观察控制系统Simulink仿真结果转速自动控制系统的仿真程序4.1 未加校正装置的转速控制系统的仿真分析计算单位阶跃响应MATLAB仿真由图得：e ss=0, %=0, t s =0.19s4.2 加串联校正装置时转速控制系统设计仿真结果分析：由图得： e ss =3.7%，%=0 t s=0.16s经过给系统加PI校正，仿真后，由仿真结果可知系统的延迟得到改善,基本上消除了延迟环节,系统ts<0.5s, δ%<5%，说明所加的校正装置改善了原来系统的质量指标.所选的参数也基本符合要求.，但出现了静态误差。
一般我们所选的参数都大于实际值.这是机器和数据传输中产生的误差,我们可以忽略.第五章转速控制系统的校正装置实现和系统运行调试5.1 校正装置的实现5.1.1 用模拟运算放大电路实现（线路图、电阻电容初步选择）电路形式：5.1.2 计算机编程实现校正（校正装置的差分方程）数字PI 调节规律数字化。
PI 微分方程 ⎰+=t ip dt t e T t e k t U 0])(1)([)( T 采样周期 nT t =令 ]})()({[)(0∑=+=nt i i p iT e T T nT e k t U 位置式：]})2[()(])1[()({])1[()()(T n e nT e T T T n e nT e K T n U nT U nT U iP -++--=--=∆增量式： T t n U nT U nT U )()()(-+∆=5.2计算机控制系统调试运行5.2.1 模拟控制系统调试运行5.2.1.1实验连接线路图5.2.1.2调试步骤将数学模型换成电机，将加入的校正环节（数学模型），换成实际中的电机将原记录的参数加入得到图像，观察是否与仿真后的图像相吻合。
5.2.1.3调试结果分析（1） 仿真测试（不正确的）:不正确的数据：不正确的仿真图：（2）仿真测试（不正确的）不正确的数据：不正确的仿真图：（3）仿真测试（正确的）：正确的数据：正确的仿真图：结果分析：校正后电机转速图所选参数：Kp=1.2, Td=180ms Ti=0ms. 由图得： e ss=0，%=0 t s=0.12s第六章结束语6.1课程设计的收获和体会通过本次课程设计，我们将理论与实践更好的联系起来，通过不断尝试校正，不断修改参数，我们从中掌握了PID校正的一般规律，并且加深了对理论知识的理解。
