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Mr、?c、?1、?2与h之间存在 如下关系，即
h?Mr?1 （5-33） Mr?1?2Mr?12h?? （5-34） ?cMrh?1?cMrh?1?? （5-35） ?1Mr?12于是根据给定振荡指标Mr，由式（5-33）立即可计算得出h值，然后利用式（5-34）和式（5-35）求出系统的参数?和K值为
??hK （5-36）
h?1K?22 （5-37）
2hT典II系统在扰动作用下的动态性能，与扰动量N(t)本身及其作用点有关 。如同典I系统一样，现在就图5-17所示，典II系统采用类似方法可求出在阶跃扰动
NN(s)?作用之下的抗扰性能指标与系统参数之间的关系。
sW1(s)R(s)=0K1(hTs?1)s(Ts?1)N(s)W2(s)K2s?C(s)
图5-17典II系统在一种扰动作用下的动态结构图
5.2电流控制器、转速控制器系统在Simulink环境下性能仿真分析
Simulink[10]环境是1990年前后由Mathworks公司推出的产品，是用于MATLAB下建立系统框图和仿真的环境。该环境刚推出时的名字叫作similab，由于其名字很类似于当时一个很著名的语言-simulab语言，所以次年更名为Simulink。从名字上看，立即就能看出该程序有两层含义，首先，，“simu”一词表明它可以用于计算机仿真，而“link”一词表明它能进行系统连接，即把一系列模块连接起来，构成复杂的系统模型。可以利用这一有效的工具用图形的方式描述各种各样的微分方程，从而求解相应的微分方程。正是由于它的这两大功能和特色，使得它成为仿真领域的首选的计算机环境。
Simulink的功能远不止微分方程的求解，它提供了各种可用于控制系统仿真的模块，支持一般的控制系统仿真，此外，还提供了各种工程应用中可能使用的模块，如电机系统、机构系统、通信系统等的模块集，直接进行建模与仿真研究。Simulink
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的功能十分强大，可以借用其本身或模块集对任意复杂的系统进行仿真。
（1）电流环系统仿真
电流环控制对象的数学模型为：
G?s??Ks/R(Tss?1)(Tls?1)?24.5/0.0434(0.0000795s?1)(0.035s?1) （5-38）
在Simulink环境汽车传动系总成冲击耐久性实验台测控系统电流环仿真模型如图5-18所示。该系统由电流PID控制器、可控硅装置、电机电枢、零阶保持器组成。
图5-18电流环仿真模型
电流环控制器的仿真结果如图5-19和图5-20所示：
图5-19 电流给定输入响应曲线
图5-20电流响应误差曲线
图（5-19）为电流给定输入响应曲线，图（5-20）为电流响应误差曲线。从仿真
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结果可以看出,电流环控制系统的超调量为4.78879%，峰值时间为0.16990s，5%误差带调节时间为0.38087s，控制性能满足系统设计要求。
（2）速度环系统仿真
速度环控制对象的数学模型为：
G?s??R/?0.0434/??CeTms(T?ns?1)0.015Tms(0.035s?1) （5-39）
速度环系统在Simulink环境下的仿真模型如图5-21所示。该控制系统包含电流控制器、转速控制器、直流电动机惯性质量系统、零阶保持器等环节。系统速度的给定输入由实验台要求输入3000rpm，系统的响应为实验台所需转速。
图5-21速度环系统在Simulink环境下的仿真模型
转速控制器的仿真结果如图5-22和图5-23所示，该系统反映的是实验台惯性质量系统的惯性矩GD2?2.8275Kg?m2情况下的响应。图（5-22）为给定输入转速响应曲线，图（5-23）为系统响应误差曲线。从仿真结果可以看出,转速控制的超调量为3.04844%，峰值时间为1.70816s，2%误差带调节时间为1.46633s。
图5-22 给定输入转速响应曲线 图5-23系统响应误差曲线
22当系统的惯性质量随着实验的需要发生变动时，即GD?4.4475Kg?m时，模型
在不改动PID参数情况下，系统的速度响应曲线变为如图5-24所示。
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图5-24 当惯性矩GD2?4.4475Kg?m2系统速度响应曲线
图5-25为系统在有加载或者扰动运行工作的情况下，实验台控制系统响应误差变化曲线超过了系统的目标要求，为此在下章节讨论采用参数自整定模糊PID控制算法对系统进行仿真研究，并将仿真结果与常规PID控制响应的结果比较。
图5-25实验台速度PID回路在加载和扰动作用下的误差曲线
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6系统软件设计及实验验证
硬件构成了控制与检测系统的基础，而软件则完成控制系统的数据采集、转换、滤波、绘图、系统与用户之间的信息交换等各方面的协同工作。因此，整个控制与检测系统的性能在很大程度上取决于其软件的研究和开发质量。本课题以当前应用最为广泛的测试系统的测试仪器开发软件LabVIEW为基础，详细介绍了汽车传动系总成参数测试系统软件的开发过程，并对设计的控制与检测系统进行实验验证。
6.1 LabVIEW简介
随着测控系统的发展，实时控制系统的应用越来越广泛。实时系统的开发和应用与传统的基于Windows平台的测控系统有很大不同，尤其是以实时系统建立在实时操作系统的基础之上。实时测控系统的开发对熟悉Windows平台的开发人员来说，提出了新的更高的要求。LabVIEW是应用于Windows平台上的图像化编程语言，广泛地应用于测控系统发开中。但是基于LabVIEW开发的测控系统很难实现准确的定时控制，实时响应速度较低，很难满足高速实时控制系统的要求。LabVIEW RT模块通过将LabVIEW[11]实时操作系统的巧妙结合，提供了一个较为方便的开发高速实施测控系统的途径。一般LabVIEW程序建立与通用的操作系统之上，如Windows系统、Linux系统等，因此这些系统仍然无法提供很高的实时运行性能。LabVIEW RT系统通过在普通的LabVIEW开发环境中增加了RT实时模块，最终可以将开发完成的程序下载到制定的硬件环境中（成为目标环境），下载到目标环境的程序运行于目标环境中运行的实时操作系统中，从而实现了图形化的开发和很好的实时特性。在目标机和上位机之间，可以通过TCP/IP协议、PCI/PXI总线等方式完成数据传递和人机交互、上微机监控等功能。这样既保证了系统的实时特性，又保证了系统开发的简便高效。LabVIEW RT的系统如图6-1所示。
主机 （Windows操作系统）
LabVIEW RT开发系统
RT系列硬件（实时操作系统）
RT Engine
图6-1 LabVIEW RT的系统结构图
6.2软件开发体系与结构
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