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基于Matlab的直流电机速度控制 系统仿真 课程设计报告 设计题目：基于Matlab的直流电机速度控制 专 业： 自动化 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 开课日期2013年 7 月 1 日至2013年 7 月 13 日 南 京 邮 电 大 学 自 动 化 学 院 PID参数整定结构图 2、设定Kp=1，Ki=0，Kd=0.得到原系统的响应曲线如下： 初始响应曲线 3、设定Kp=80，Ki=0，Kd=0，得到的响应曲线的超调量为7.25%，稳态误差为 11%，没能达到所要求的性能指标，继续进行积分环节的调整。 Kp=80，Ki=0，Kd=0响应曲线 4、设定Kp=80，Ki=60，Kd=0得到的响应曲线的调节时间为0.686s，超调量为14.4%，稳态误差为0.7%，调节时间和稳态误差达到性能指标，最后调节微分环节，使超调量达到要求。 Kp=80，Ki=60，Kd=0响应曲线 5、设定Kp=80，Ki=60，Kd=2得到响应曲线的调节时间为0.21s，超调量为4.4%，稳态误差为0.4%，所有性能指标都达到要求。 Kp=80，Ki=60，Kd=2响应曲线 方法2： 设系统状态 X=[θ,i]并建立以输入电压U为输入，转速 实验代码如下： 编写程序如下： %Modelng DC motor J=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5; A=[-b/J K/J -K/L -R/L]; B=[0 1/L]; C=[1 0]; D=0; sys=ss(A,B,C,D); sys=tf(sys) %Step response of the open system %================================ step(sys) 运行结果： Transfer function: 2 ------------------ s^2 + 12 s + 20.02 由阶跃响应曲线可见，对系统加电压，马达仅达到的最大转速，且达到这个速度需要3秒，这些都不满足期望的性能要求。 设计PID控制器校正系统性能 PID控制器的数学模型 PID控制器传递函数为 PID设计的MATLAB仿真程序 %Model of DC motor J=0.01;b=0.1;K=0.01;R=1;L=0.5; A=[-b/J K/J;-K/L -R/L]; B=[0; 1/L]; C=[1 0]; D=0; sys=ss(A,B,C,D); sys=tf(sys); %Design PID Controller Kp=80;Ki=60;Kd=2; sysc=tf([Kd,Kp,Ki],[1 0]); sysopen=sysc*sys; %Check step response of closed loop system sysclose=feedback(sysopen,1); step(sysclose) PID整定后响应曲线 根据所得的响应曲线超调量为3.84%调节时间为1.88s,稳态误差接近零。 四、实验小结