文档介绍：设计报告正文
第一章直流电动机转速自动控制系统的组成原理
广义对象的组成原理
被控对象直流电动机工作原理和被控制量
、被控对象：电动机
被控量：电动机的转速
、直流电动机的原理：加校正时闭环系统稳定性分析
用劳斯判据：
s21
s10
s00
可以判断出系统稳定。
二、未加校正时闭环系统的稳态误差分析
图稳态误差分析图
(1).峰值时间tp阶跃响应曲线第一次越过稳态值而达到峰点需要的时间。
(2).超调量σ%阶跃相应超出稳态值的最大偏差量与稳态值之比的百分
数，即
h(tp)h( )
σ%=×100%
式中h(tp)为h（t）的最大峰值；h(∞)为h(t)的稳态值；若h(∞)=1时，超
调量即为σ%。
一般情况下，超调量愈大，系统的瞬态响应振荡得越厉害，因此，超调量
的大小在一定程度上反映了系统振荡的趋势。
(3).调节时间ts响应到达并停留在稳态值的5%误差范围内所需的最
小时间。调节时间又称为过渡过程时间。
(4).延迟时间td响应曲线h（t）上升到达稳态值的50%所需要的时间，
叫做延迟时间
(5).上升时间tr响应曲线第一次上升到稳态值所需要的时间，叫做上升
时间。
(6).稳态误差ess当时间t趋于无穷时，系统稳态响应的希望值与实际值之
差，叫做稳态误差。由于稳态误差与输入形式有关，故这里采用一般表示形式，
设输出稳态希望值用cr（）表示，输出稳态实际值用c（）表示，则稳态
误差表达式为：
ess=cr（）-c（）
上述六项性能指标中，延迟时间td，上升时间tr和峰值时间tp均表征系统响
应初始段的快慢；调节时间ts表征系统过渡过程持续的时间，从总体上反映了
系统的快速性；超调量δ%是反映系统响应过程的平稳性；稳态误差则反映了
系统复现输入信号的最终（稳态）精度。今后我们侧重以超调量，调节时间和
稳态误差这三项指标，分别评价系统单位阶跃响应的平稳性，快速性和稳态精
度。
如果某些系统要求响应过程单调上升，并逐步逼近希望值，即cr=c（），
也就是要求δ%=0,ess=0时，则对系统的结构形式和元，部件参数均有严格要
求。
因此，根据不同的具体情况，不同的系统，对稳，准，快的要求可以不同。
一般来说，对同一个系统稳，准，快是相互制约的。提高过程的快速性，可能
会引起系统的强烈振荡；改善了系统的平稳性，过程又可能很滞缓，甚至使用、
稳态精度很低，如何来分析和解决这些矛盾，将是此次课程设计的主要内容。
系统稳态误差计算
e(s)
1
2
G0(S)
2
1
1
∴ess
·2000
·
(s)
=2000
e(s)=10rad
=lim
s
e
s0
s
系统动态质量指标计算
用闭环零、极点分布表计算%，ts
将传递函数化为零极点式：
0
(s)
1
s2
其中：σ%=h(tp)
h( )×100%=0
h(
)
ess=10rad
用开环L(w)、(c)、c表计算%，ts
未加校正系统Bode图
第三章转速控制系统的校正
校正方式的比较与选择
选PI校正：
（1）附加负实根极点，使δ%减小，使系统响应速度降低，tp增
大。
（2）附加负实根零点，使δ%增加，使系统响应速度降低，tp减
小。
3）闭环增益改变，对动态性能无影响。
4）加比例环节可以提高系统增益。
5）加积分环节可以减慢系统的调节时间。
用Bode图选择串联校正装置结构和参数
如果比例控制系统的静差达不到设计要求，这时可以加入积分作
用。在整定时积分系数K1由小逐渐增强，观察输出会发现，系统的静
差会逐渐减少甚至消除，知道消除静差的速度满意为止。注意这时的
超调量会比原来加大，应适当的降低一点比例系数Kp。
用局部反馈校正选择校正装置结构和参数
第四章用MATLAB/simulink对转速控制系统仿真
研究
仿真操作方法
在MATLAB/Simulink下进行仿真计算。
Simulink模块库简介
1、建立空白文档。
2、模型窗口1）信号源2)连续模块3）离散的模块4）函数和表格
5）算术运算6）非线性模块7）汇出点8）信号与系统9）子系统
3、将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，对模块进行连接，
从而构成需要的系统模型。
4、用示波器观察控制系统S