(完整版)直流电动机建模及仿真实验
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动态系统建模仿真
实验报告
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2010年11月11日
目录
1直流电动机建模及仿真实验 (1)
1.1实验目的 .............................................................................................................. 1 1.2实验设备 .............................................................................................................. 1 1.3实验原理及实验要求 .......................................................................................... 1 1.3.1实验原理 ....................................................................................................... 1 1.3.2实验要求 ....................................................................................................... 2 1.4实验内容及步骤 .................................................................................................. 3 1.4.1求电动机的传递函数模型和频率特性 ....................................................... 3 1.4.2设计Simulink 框图求电机的调速特性 ....................................................... 5 1.4.3设计Simulink 框图求电机的机械特性 ....................................................... 7 1.4.4求电机转速的阶跃响应和机电时间常数 ................................................... 8 1.5实验结果分析 . (10)
2考虑结构刚度时的直流电动机-负载建模及仿真实验 (11)
2.1实验目的 ............................................................................................................ 11 2.2实验设备 ............................................................................................................ 11 2.3实验原理及实验要求 ........................................................................................ 11 2.3.1实验原理 ..................................................................................................... 11 2.3.2实验要求 ..................................................................................................... 13 2.4实验内容及步骤 ................................................................................................ 13 2.4.1求从a u 到m θ的传递函数模型和频率特性 ................................................ 13 2.4.2求从m θ到L θ的传递函数模型、频率特性和根轨迹 ............................... 15 2.4.3求不同刚度系数对应的从a u 到L θ的电机-负载模型的频率特性 ........... 17 2.5实验结果分析 . (18)
1直流电动机建模及仿真实验
1.1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； （3）掌握直流电动机的建模及分析方法；
（4）学习计算直流电动机频率特性及时域响应的方法。
1.2实验设备
（1）工作机：ADM Athlon(tm) II X2 245，2.91GHz ，1.75GB 内存，250GB 硬盘； （2）工具软件：操作系统：Windows XP ；软件工具：MATLAB7.5
1.3实验原理及实验要求
1.3.1实验原理
直流电机电枢回路的电路方程是：
a di
u E iRa La
dt
-=+ (1.1) 其中，a u 是加到电机两端的电压；
E 是电机反电势；
i 是电枢电流； Ra 是电枢回路总电阻； La 是电枢回路总电感； l La
T Ra
=
称为电枢回路电磁时间常数。 并且反电动势E 与电机角速度m ω成正比：
e m e m E k k ωθ== (1.2)
其中，e k 称为反电势系数；
m θ为电机轴的转角。
对于电机而言,其转动轴上的力矩方程为：
m l m m m m k i M J J ωθ-== (1.3)