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K0.632K0
在具体操作中，我们对电机输入阶跃信号，通过测速发电机得到电机对阶跃的跟踪曲线，进而采用时域法得到电机速度模型的时间常数T。
由于测得的转速信号有噪声，通常要设计低通滤波器对测速发电机进行滤波。滤波器应选取合适的截止频率，使滤波器不会滤掉应有的频率。采用运放设计有源滤波器，选取R=10kΩ，C=0.1μF，滤波器时间常数为τ=RC=0.001s，具有较大的带宽，满足设计要求。有源滤波器的实现如下图：
2．频域法
采用频域法对速度时间常数进行求解，即利用Bode图来对系统进行建模。利用虚拟示波器观察输入输出端的正弦信号。输入不同频率的正弦信号，通过测出输入信号和输出信号幅值之比A(?)?Uo(?)， 绘制出系统的幅频特性曲线，通过曲线的转折频率点求出时间常
Ui数T。
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对于一阶惯性的电机速度环节G(j?)?K，其频率特性曲线如下：
j?T?1
一阶惯性环节幅频特性曲线转折点频率?c?1。低频段近似为水平直线，高频段的幅T频特性曲线近似为斜率为k=-20dB/dec的一条直线，该直线与低频段水平直线的交点即为转折点。由于在转折点?20lg?cT??20lg1?0，则T?1?c。因此，我们可以通过交点来求
出时间常数。 上面通过斜率交点求转折点的方法对幅频特性曲线进行了近似处理。接下来对频率特性曲线进行精确分析。 在转折点?c?因此
K1，此时输出与输入的比值G(j?c)? Tj1?1L(?c)?20lgG(j?c)?(20lgK?20lg1?1)dB?(20lgK?3.01)dB
?G(j?c)?45?
通过分析我们可以知道，通过幅频特性曲线起始点下移3dB或者相频曲线-45处对应的点就是我们找寻的转折频率点，进而求出时间常数T。
频域法相较于时域法，由于采用了更多的数据，因此结果比较精确。但是，当输入正弦信号频率较高时，输出信号的幅值较小，此时噪声的影响变大，导致了高频段频率特性曲线不准确。
故在具体实验过程中，我们采用时域法对时间常数进行了求解。
? 18
采用时域法求时间常数时，通过输入一个阶跃信号，观察转速输出的变化。通过使用虚拟示波器中的十字跟踪功能，得到稳态值的63.2%对应的时间，即可求出时间常数。注意阶跃信号幅值的选取应使系统工作在线性区。
连接实物图如下:
输入阶跃信号后，通过测速发电机，得到其阶跃跟踪曲线如下所示：
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利用虚拟示波器的十字跟踪，我们得到：电机的稳态输出值，则定为到稳态输出的63.2%的位置，即对应电压输出处，得到其相对于阶跃信号输入的时间延时，即电机速度模型的时间常数模型的时间常数T?0.0498s?0.05s。
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（三）电机非线性特性死区测量及消除
1．测量步骤
（1）不接电机，改变Ui，从0~5V，测Um；
电机的控制信号通过驱动模块之后，输出占空比不同的PWM信号，且Us的值和Ui成正向关系。Ui从0~5V变化时，Us的平均值有-12V变化到12V。这说明输入电压经过PWM调制和运放后，电压有所增长。而电机的实际过程中，是通过改变PWM波的占空比来实现的。
（2）接电机，8根线，改变Ui，测U22，A，B；
U22为测速发电机的输出，其大小与转速成正比，输出为连续量。而A、B为旋转编码器的输出。旋转编码器通过输出幅值、频率相同，相位相差90度的脉冲量来反映电机的转速、位置以及旋转方向。当Ui从0~5V变化时，电机先反转，后停转，然后正转。这说明电机为非线性期间，存在死区。
（3）改变Ui，确定死区电压和线性电压区域； Ui从0~5V变化时，电机的运动向后经历反向饱和区，反向线性区，死区，正向线性区，正向饱和区几个阶段。通过测量，得到各阶段端点电压如下所示：由上图我们可以得到，当电压在0.9v以下时，电机处于反向饱和区；当电压在0.9v~1.83v时，电机工作在反向线性区；当电压处在1.83v~2.28v时，电机处在死区状态；当电压在2.28v~3.15v时，电机工作在正向线性区；当电压在3.15v以上时，电机处于正向饱和状态。
测量结果如下：
0~1.74V 2.30V~5V 1.74V~2.30V
故电机线性区如下：
0.8~1.74V 正向线性区 电机正转 电机反转 电机停转