交流伺服电机速度位置精确控制实验研究 机电专业毕业论文

湖北工业大学毕业设计（论文）

① 使用S 型变速的方式速度变化要比梯形变速方式的速度变化要更加平滑，因此对机械的冲击和磨损也更小。

② 当目的位置太近无法达到运行速度的时候，S 型加速的速度曲线不会出现梯形变速由加速突然变为减速的突变。

③ 由图可以看出，梯形曲线是由单位阶越信号、单位斜坡信号组成，而S型曲线是由单位阶越信号、单位斜坡信号、单位加速度信号组成。

④ 由第二章可知，此时系统最底要保证为三型系统，才能在加速度信号下为稳定无差系统。（也可以为二型系统，使其有固定的偏差）。

4.2 速度环调节

电机模型传递函数G(s)?11=

s2?3s?2(s?1)(s?2)以单位阶越信号为输入信号。由衰减曲线法可得到：Kp=78.4, Ti=0.72

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Simulink 模拟仿真：

图4-4 速度环调节

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其中Subsystem如下图：

图4-5 PI模块

其中Subsystem1如下图：

图4-6 PID模块

调试得到 Kp=66,Ti=1.65. 单位阶越响应如下图

图4-7 单位阶越响应曲线

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由第二章知速度调节一般采用PI调节，在工程上常采用bode图来评价系统的性能。通常对于一个速度控制系统来说，要求在截止频率Wc处有-20dB/dec的幅频特性，相移角滞后量为-140到-165度左右。Wc较高时，系统的响应就较快。

由响应曲线可知：P 调节和PI调节的响应曲线相似，但P 调节由恒定的稳态误差。PID调节虽然有较小的超调量，但响应速度慢，过渡世间长，所以选用PI调节。

利用MATLAB程序求取传递函数及bode图： PI控制传递函数

166s?40) = 1.65ss1系统原传递函数G(s)= 2

s?3s?2Gc(s)?66(1?程序如下： num1=[66,40]; den1=[1,0]; G1=tf(num1,den1) num2=[1]; den2=[1,3,2]; G2=tf(num2,den2); Gs= G1*G2

G= feedback(G1*G2,1) Bode(Gs)

[gm,pm,wcg,wcp]=margin( Gs)

[20*log10(Gm),Pm,Wcg,Wcp]

66 s + 40

----------------- 为开环传递函数 s^3 + 3 s^2 + 2 s 66 s + 40

----------------------- 为闭环传递函数 s^3 + 3 s^2 + 68 s + 40

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