动态系统建模仿真.docx

VERSITY
动态系统建模与仿真
实验报告
学生姓名：杨康
学号：ZY1203226
实验
直流电动机建模及仿真实验
一、实验目的
（1）了解直流电动机的工作原理；
（2）了解直流电动机的技术指标；
（,%，。
SlepResponse
25,11r-
oprm-dlw
0Q.&-
Time(sec)
图4电机B的阶跃响应
由电机B的阶跃响应曲线，,%
。
五、软件设计(框图)
Simulink动态仿真的主要参数设置如下：
Starttime：0sStoptime:：Variable-step
Solver:ode45Maxstepsize:
电机A的simulink仿真框图如下：
图5电机A的simulink仿真框图
电机B的simulink仿真框图如下:
图6电机B的simulink仿真框图
六、实验结果及分析
表1电机参数表
参数
电机A
电机B
备注
电枢电阻Ra


电枢电感La
21mH

力矩系数km


反电势系数ke
/(rad/s)
/(rad/s)
电机转动惯量J


电枢部分
表2电机A调速特性表
序
号
电压（V）
转速
（rad/s）
（空载）
转速（rad/s）
（负载力矩M
f
=500Nm）
转速（rad/s）
（负载力矩M二
f
1000Nm）
1
0
0
-
-2
2
10

-
-
3
30

-
-
4
60


-
5
90


-
6
120



7
150



8
180



9
200



10
220



表3电机B调速特性表
序号
电压（V）
转速（rad/s）
备注
1
0
0
空载
2
2

空载
3
5

空载
4
7

空载
5
10

空载
6
12

空载
7
15

空载
8
18

空载
9
22

空载
10
24

空载
表4输入电压为150v时电机A机械特性表
负载Nm
0
50
100
150
200
250
300
350
400
转速rad/s









表5输入电压为150v时电机B机械特性表
负载Nm
0








转速rad/s
0
333
310
286
262
238
214
190
167
结果分析如下：
1、电机的频率特性：
根据图1，图2中电机A，B的bode图，可得如下结论：
（1）由图1,图2可得出空载时电机A有超调量，系统平稳性差；而电机
B没有超调量，平稳性较好。
（2）由于零频的幅值反映了系统在阶跃响应下有无静差，由图1，图2可以看出电机A有静差，电机B没有。
2、电机的调速特性：
根据表2,表3的结果可得，在负载力矩M不变的情况下，转速0随着电枢fm
电压Ua的增大而增大。
3、电机的机械特性：
根据表4，表5的结果可得，在电枢电压Ua固定的情况下，转速0随着负
m
载力矩M的增大而减小。同时，电机A的机械特性较硬，当负载力矩增加时，f
电机输出转速变化较小。电机B的机械特性较硬，当负载力矩增加时，电机输出转速会剧烈的变化。
4、电机的阶跃响应曲线分析：
根据图3，图4的阶跃响应曲线可得，电机A有超调量，且振荡，平稳性差,但其快速性好，能很快的收敛至平稳值；而电机B没有超调量，平稳性好，