机械控制理论基础实验报告.doc

实验一不同转动惯量下直流电机PID参数调整实验目的掌握整定直流伺服驱动器PID参数的方法理解不同转动惯量对系统性能指标的影响实验要求通过simulink对电机进行仿真,确定合适的PID参数。随后对直流电机进行电流环、速度环、位置环的PID控制,通过改变系统转动惯量,根据期望性能指标整定直流伺服驱动器的电流环、速度环、位置环PID参数,确保理论曲线与实际曲线尽量拟合。进一步地分析直流电机控制精度的影响因素。实验设备1、直流伺服系统控制平台,GSMT2012;2、PC、EasyMotionStudio软件;四、实验原理转动惯量是刚体转动时惯量的度量,其量值取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置。转动惯量在旋转动力学中的质量,所以当系统转动惯量增大后,相同的控制器参数情况下,系统的性能指标一定下降。为保持原有的性能指标,必须重新整定PID参数。五、,此时=0,主要有和两个参数。初始有=174,=,所以PI控制器的频率特性类似于滞后矫正环节。此情况下PI控制器相当于给系统的开环传递函数增加了一个极点s=0和一个零点,结果使系统的阶数增加了一阶,这样可以使系统的稳态误差得到一级改善。也就是说,如果原系统对于给定输入的稳态误差是一个常数,,因为系统阶数的增加,会使矫正系统的稳定性降低,如果参数和的选择不当,甚至会变为不稳定。=1800,保持不变闭环中存在着各种各样的延迟作用。由于延迟因素的存在,不能马上看到调节的效果,因此闭环控制系统调节困难的主要原因是系统中的延迟作用。比例控制的比例系数如果太小,调节的力度不够,使系统输出量变化缓慢,调节所需的总时间过长。表现在实验a中,实际曲线落后理论曲线一定相位。增大比例系数使系统反应灵敏,调节速度加快,并且可以减小稳态误差。在实验b中,增大到1800,系统反应更加灵敏,一定程度上减少了系统内部的延迟,实际曲线与理论曲线变得更加贴近。与实验a相比,从上方的波形难以看出稳态误差的变化,而从最下面的一段,即表现为电机停转的那一段,实验b中两条曲线完全吻合,我们可以明显的看出对稳态误差的调节作用。=2,保持不变积分环节2)电流环的整定3)位置环的整定实验总结小组成员分别为黄析,唐帅和么千皓。分别负责电流环、速度环、位