电动车控制系统设计..doc

物理与电子工程学院 《自动控制原理》 课程设计报告书 设计题目 电动车控制系统设计 专 业： 自动化 班 级： 2012级自动化二班 学生姓名: 金世传 学 号: 2012341232 指导教师： 樊炳航 2015年 6月 22日物理与电子工程学院课程设计任务书 专业： 自动化 班级： 2012自动化本科2班 学生姓名 金世传 学号 2012341232 课程名称 现代控制理论基础 设计题目 电动车控制系统设计 设计目的、主要内容（参数、方法）及要求 电动车控制系统设计要求： 查资料，建立相应的数学模型 写出给定任意参数，分析频域性能和时域性能 设定更好的性能指标，并利用根轨迹或者频域校正实现，也可以利用状态反馈实现。 利用MATLAB画出相应的时域、频域图,比较校正前后的效果 利用自动控制原理知识分析所得到的系统信息 工作量 14天时间，每天2学时，共计28学时 进度安排 前20个学时建立模型、频域、时域分析 后8个学时画伯德图MATLAB仿真及其写报告 主要参考资料 [1]?单长吉,李林?SIMULINK在R-L-C电路中的分析应用[J].昭通师范高等专科学校学报.? [2] 张晓华..系统建模与仿真[M]. 清华大学出版社. 2006-12-01? [3]王国志 . 王红艳 . Simulink在电力电子系统中的应用[J].许昌学院学报.2009 [4]张翔.赵韩.钱立军.advicor软件的混合仿真方法[J].计算机仿真2005，（2）12-15 指导教师签字 教研室主任签字  摘 要 本设计依据经典自动控制原理，首先在理论上从时域和频域两个方面分析了火星漫游车转向控制系统的稳定性，并借助仿真软件MATLAB（矩阵实验室）绘制了其频域特性图像。最后使用校正原理中串联超前校正法和三频段概念对该系统在频域上进行了串联超前校正，使其达到一定的稳定要求。在分析的过程及校正的过程中大量使用了仿真软件MATLAB（矩阵实验室），其绘制出来的曲线精准、清晰，保证了结果的可靠性和准确性。 关键词：电动车控制；自动控制原理；MATLAB 目 录 0 引言 - 1 - 1 概述 - 1 - 2 数学模型 - 2 - 3系统稳定性分析 - 4 - 3.1时域分析法 - 4 - 3.2根轨迹分析法 - 6 - 3.3频域分析法 - 7 - 4 心得体会 - 8 - 参考文献 - 8 - 附录 - 9 - 0 引言 随着时代的变迁，电动车已成为未来交通工具的主力军。电动车环保节能，制造工艺简单，可以大批量生产，使用方便，不仅如此，还可以回收利用，是新时代发展前进的科技产物，未来有很大的发展空间。 1 概述 本设计的主要目的是研究电动车控制系统的稳定性分析。 如图1-1（a），是近年来使用广泛的电动车，该电动车以电池为储能元件，后轮和前轮是由电动机将电能转化为动能，提供行驶的动力。配合车档位的油门装置实现调速功能。其原理图如图1-1（b） 图1-1(a) 图1-1（b） 2 数学模型 2.1 整流装置数学模型 经过查阅相关资料，整流装置采用由MOSFET、IGBT或GTO等全控型电力电子器件构成的桥式电路，可近似看作为一阶惯性环节，则整流装置的数学模型为： 式(2-1-1) 式中，为电力电子器件的放大倍数，为桥式整流电路的失控时间 2.2他励直流电动机动态数学模型 他励直流电动机在额定励磁下的等效电路如图2-2-1所示，假定动态主电路电流连续，动态电压方程如式（2-2-1）。 式(2-2-1) 忽略粘性摩擦，则电动机轴上的动力学方程如式（2-2-2）。 式(2-2-2) 其中，是包含电机空载转矩在内的负载转矩，是电力拖动装置折算到电动机上的飞轮惯量。 额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别如式（2-2-3）和（2-2-4）所示。 式(2-2-3) 式(2-2-4) 其中，是电动机额定励磁下的转