文档介绍：目录第一章系统建模 4第二章系统分析 9第三章PID控制器设计 13第四章控制器的根轨迹设计法 19第五章控制器的频域控制器 25第六章控制器的状态空间设计法 29第七章数字器控制器设计 34第八章Simulink建模 47第九章Simulink控制器设计 55总结 。它直接提供旋转运动,再加上轮或绳索,可以提供平移运动。电驱的等效电路和转子的受力图如下所示。对于这个例子,我们假设系统的输入是作用在点击电驱的电压V,输出是杆的转动速度d(theta)/dt。转子和轴被假定为刚性。我们进一步假设粘性摩擦模型,即,摩擦力矩是轴的角速度成比例的。我们例子的物理参数为:,由一个直流电机产生的转矩与电枢电流和磁场的强度成比例的。在这个例子中我们假设磁场是恒定的,因此,电机的转矩与电枢电流I的比例由,比例系数为Kt,如下方程所示。这是被称为一个电驱控制的电机。(1)反电动势e是正比于轴的角速度的一个常数因子ke。(2)在国际单位制中,电机的转矩系数和反电动势常数是相同的,即,Kt=Ke;因此,我们将使用K代表两个电机转矩系数和反电动势常数。从上面的图,我们可以得到以下方程基于牛顿第二定律和基尔霍夫电压定律。(3)(4)应用拉普拉斯变换,上述的模型方程可以在拉普拉斯变量s表示。传递函数    (5)(6)我们得出以下的开环传递函数,通过消除I(s)述两个方程之间,在转速为输出和电枢电压是输入。(7)状态方程在状态空间形式的控制方程,可以表示通过选择转速和电流作为状态变量。再次电枢电压作为输入转速为输出。 (8)(9),(这在直流电机调速:系统分析页面里演示)。因为电动机的最基本的要求是,它应该在转动所需的速度,我们将要求该马达速度的稳态误差小于1%。我们的电机性能的另一个要求是,它必须尽快加速到稳定状态的速度。在这种情况下,我们希望它有少于2秒的稳定时间。此外,由于速度比基准速度更快,可能会损坏设备,我们希望阶跃响应的超调量少于5%。总之,在单位阶跃命令的输入下,控制系统的输出应满足下列要求。·调节时间小于两秒·超调量小于5%·稳态误差小于1%,在Matlab上定义的参数和传递函数如下。在命令窗口中运行此代码,产生如下结果:状态方程我们也可以用状态方程表示系统。在MTALAB命令窗口输入如下命令,并运行,产生如下结果。上述的状态空间模型,也可以将您现有的传递函数模型转化为状态空间形式产生的。这也是用SS命令完成,如下所示。。现在让我们看看原始开环系统的性能。添加ltiview命令在m文件的最后,并在MATLAB命令窗口中运行它。函数中的step使P_motor系统产生一个单位阶跃响应。0::5表示阶跃响应图包括0到5秒的数据点,。结果图如下,你可以观测一些系统的特性,通过右击下图并选择Charateristics菜单的SettingTime和SteadyState。从图中我们可以看出1V的电压应用到系统,,比期待速度小十倍。,不满足我们两秒的调节时间的标准。,我们应该能精确的预测已观测到的阶跃响应的特性,基于传递函数极点的位置。你可以从LTIViewer中看到P_motor系统的极点的位置,通过右击图上区域并从菜单中选择PlotTypes>Pole/Zero。完成这个操作将会改变LTiViewer,蓝色的x表示极点的位置。从上图可以看出开环传递