b.实验方法步骤:
? 电机空载,突加给定,并使起动峰值电流达到系统设定最大电流Idm ? 记录 id 波形,由下列公式计算Tm
2.原始数据 (1) Ud1 Ud2 (2) Urd 11.88V 11.82V 11,88V (3) Ud(V) 78 144 (4)
Ud(V) 286 268 251 233 213 Id(A) 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 Uct(V) 4.585 3.444 2.825 2.359 1.991 n(r/min) 537 999 Ura 20.68V 20.59V 20.65V Id 1A 1A 1A 214V 207V Id1 Id2 0.5A 1.0A 195 178 157 138 118 102 84 67 (5) Ld 671mH (6)实验波形如下:
La 345mH 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 1.729 1.521 1.306 1.141 0.989 0.878 0.773 0.656
3.数据处理
(1)Rn=(Ud2-Ud1)/(Id1-Id2)=(207-214)/(0.5-1.0)Ω=14Ω (2)Rd=1/3*(11.88V/1A+11.82V/1A+11.88V/1A)=11.86Ω Ra=1/3*(20.68V/1A+20.59V/1A+20.65V/1A)=20.64Ω
(3)Ce=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)=(144-78)/(999-537)V*min/r=0.1428 V*min/r
(4)用Excel处理:可以用公式Ud0=Ud+Id*Rn直接生成Ud0这一列的结果,表格如下: Ud(V) 286 268 251 233 213 195 178 157 138 Id(A) 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 Ud0(V) 297.2 278.5 260.8 242.1 221.4 202.7 185 163.3 143.6 Uct(V) 4.585 3.444 2.825 2.359 1.991 1.729 1.521 1.306 1.141 118 102 84 67 0.35 0.30 0.25 0.20 122.9 106.2 87.5 69.8 0.989 0.878 0.773 0.656 再用Excel插入散点图功能生成如下图形:
取图中线性段四段求斜率如下:
Ks1=(106.2-69.8)/(0.878-0.656)≈164 Ks2=(143.6-106.2)/(1.141-0.878)≈142 Ks3=(185-143.6)/(1.521-1.141)≈109 Ks4=(221.4-185)/(1.991-1.521)≈77 求得平均值:
Ks=(164+142+109+77)/4=123
(5)L=Ld+La=671mH+345mH=1016mH
TL=L/R∑=L/(Rn+Ra+Rd)=1016mH/(14Ω+20.64Ω+11.86Ω)=21.8ms=0.0218s (6) 通过作图工具处理如下:
可以知道s的面积是10.75*(1.4/8A)*50ms=94.0625A*ms
由此可以计算出Tm=s/(Idm-Idz)=94.0625A*ms/[7*(1.4/8A)]≈0.0767s
4.实验结果 电动机 整流电源 平波电感 电枢回路 电枢内阻 Ra 电势转速系数 Ce 等效内阻 Rn 放大系数 Ks 直流内阻 Rd 总电阻 R∑= Ra+ Rn+ Rd 电磁时间常数 TL 机电时间常数 Tm 20.64Ω 0.1428 V*min/r 14Ω 123 11.86Ω 46.5Ω 0.0218s 0.0767s 三.系统设计
1.系统理论设计内容(系统传递函数结构图,设计步骤、PI参数计算及电路实现结果等) (1)系统设计理论:
? 控制系统的动态性能指标:
? 动态性能指标总结: (1)跟随性能
超调量?(%) 反映系统的动态调节稳定性能 上升时间 tr 反映系统的动态调节快速性能 调节时间 ts 反映系统的动态调节过渡周期 (2)抗扰性能
动态降落比 △Cmax% 反映系统扰动引起的最大动态误差 恢复时间 tr 反映系统的动态抗扰调节快速性能