直流电机位置控制matlab仿真,利用Simulink仿真直流伺服电机的闭环位置控制系统...

电机伺服系统课程报告

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利用Simulink 仿真直流伺服电机的闭环位置控制系统 一直流伺服电机传递函数及参数选择

直流电机的工作转矩等于负载转矩与负载惯性系统加、减速转矩之和，表达式为： 1()()()()L a d t M t M t J J dt

ω=++。其中，()M t 为电动机输出转矩，N m ⋅；()L M t 为负载转矩，N m ⋅；()t ω为电动机角速度，1rad s -⋅；a J 为电动机电枢转动惯量，

322.210a J kg m -=⨯⋅；1J 为负载的转动惯量，需将移动工作台的惯性转换到电机轴上，取2321()510,2z h J m kg m π

-=⋅≈⨯⋅h 为丝杠螺距，z m 为工作台质量。 电机电路处于动态过程时，对线圈施加的电源电压()a u t 和电枢线圈内通过的电流()a i t 的关系为：()()()()()

a a a a a

b di t u t R i t L e t d t =++。其中，a R 为电机电枢线圈内阻，a R =20Ω；a L 为电机电枢线圈的电感，a L =2H ；()b e t 为电机电枢线圈在定子磁场中运动时产生的反电动势。

电机输出转矩()M t 应与通过电枢线圈的电流大小成正比，则()()T a M t K i t =。其中，T K 为电机输出扭矩常数，T K =15N m A -⋅⋅。

电机电枢线圈产生的反电动势()b e t 与电枢的工作角速度()t ω成正比，故有： ()()b b e t K t ω=。其中，b K 为电机电枢反电动势系数，10.0498b K V rad -=⋅。

我们分别将上述的算式进行拉普拉斯变换，并令初始条件为零，则有：

1()()()()L a M s M s J J s s =++Ω；

()()()()a a a a b U s R sL I s E s =++；

()()T a M s K I s =；

()()b b E s K s =Ω。

对上式进行综合，得：

11{[()()]()}()()T a b L a a a K U s K s M s s R sL J J s

-Ω-=Ω++。 在不考虑外部干扰负载()L M s 时，直流伺服电机的传递函数为：