本科毕业设计说明书（论文）
5 实验结果分析
5.1 电机稳态特性
5.1.1 理论值数据
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U?IdR，U是输入电压，Id是负载电流，CeCe是电机电动势系数。这些值在电机传递函数中已经求出，图5-1是根据输入电压绘
无刷直流电机的稳态转速与电压关系n?制的电机调节特性。
图5-1电机调节特性理论值
5.1.2实际测量值
采用测量开环控制方式运行下电机的稳态速度，计算控制器输出电压与速度的关系。测量数据如表5-1-2-1所示。
表5-1 电机电压速度数据
电压 12.4V 19.6V 27.7V 33.9V
屏蔽门速度 0.155m/s 0.549m/s 1.216m/s 1.978m/s
根据测量数据表5-2绘制调节特性曲线，如图5-2所示。
表5-2 电机开环电压-转速关系
电压 屏蔽门速度
12.4 0.155
19.6 0.155
27.7 1.216
33.9 1.978
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图5-2 电机调节特性曲线
5.1.2 分析
从理论上可以知道电机的死区电压0-5.145V，与实际测量数据大致相同。电机调节特性在理论计算和实际测量都呈现线性关系。
5.2 电机的动态特性
5.2.1 开环特性理论值
图5-3为MATLAB控制图。计算出屏蔽门运行速度为0.5m/s对应的电机转速为1667。，图5-4为电机开环控制动态曲线电流值，图5-5为电机开环控制转速动态曲线图。从图中可以看出，虽然系统的调节时间很短并且超调量也小，但是电流出现的动态值最大是达到了34A，过大启动电流会对电机造成损伤，并且电机是通过减速装置将功率传输给屏蔽门的，过大的启动电流意味着启动力矩很大，过大的启动力矩会造成减速装置的损坏。因此不宜采用开环控制，而应该采用软启动，本文采用的是限制启动电流为额定电流的两倍。
R=0.735;%参数初始化 Ce=0.0143; Tl=0.00235; Tm=0.0339;
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图5-3 电机开环动态结构
图5-4 电机开环控制电流曲线理论值
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图 5-5 电机开环控制转速动态曲线
5.2.2 基于PID双反馈闭环控制理论值
系统的动态结构图如图5-6所示。从图5-7电机电流动态曲线图和图5-8电机转速动态曲线图可以看出加入双闭环控制后限制了最大启动电流，调节时间为0.2秒，能满足软启动要求。
电机参数初始化MATLAB代码。 R=0.735; Ce=0.0143; Tl=0.0035; Tm=0.0339; Ks=48; Ts=0.001;
Ki=R/(4*Ks*0.1)*(Tl/Ts);%电流环，1型系统，K*T=0.25，电流无超调 h=2000;%中频宽 tuo/Ts，中频宽h越大超调越小，h>6振动次数为1 Kn=(h+1)*0.1*Ce*Tm/(2*h*R*0.002);%根据K??1?C??12h?1h?1?22 22hT
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图5-6 电机双闭环动态结构
图5-7 电机电流动态曲线图