第五章-机电一体化系统的建模与仿真..docVIP

第五章：机电一体化系统的建模与仿真 一、教学建议 通过文字教材熟悉机电一体化系统的建模与仿真相关理论基础和方法； 录像教材第5讲讲述了典型机电一体化系统的建模与仿真，并通过第11讲课程实验：MATLAB/Simulink环境下的建模与仿真演示了系统建模与仿真的具体方法。 流媒体课件也详细介绍了机电一体化系统的建模与仿真相关理论基础和方法； 由在学习的过程中，如果有学习的心得和体会，请在课程论坛上和大家分享；如果有什么疑惑，也可以在课程论坛寻找帮助。 二、教学要求： 熟悉机电一体化系统的建模方法 1．系统模型 系统模型是对系统的特征与变化规律的一种定量抽象，是人们用以认识事物的一种手段或工具，系统模型一般包括物理模型、数学模型和描述模型三种类型。 物理模型就是根据相似原理，把系统按比例放大或缩小制成的模型，其状态变量与原系统完全。数学是一种用数学方程或信号流程图、结构图来系统性能的模型，i；L与R为线圈的电感与电阻；电机的输入电压为u；折算到电机转子轴上的等效负载转动惯量为JM；电机输出转矩和转速分别为T和ω；KE和KT分别为电枢的电势常数和转矩常数，试求输出转速与输入电压之间的传递函数。 解：由题可得： （1）当激磁磁场不变时，电机输出转矩T正比于电枢电流： T=KTi； （2）当电枢转动时，电枢中会感应反电势eb，其值正比于转动的角速度：eb=KEω （3）电枢回路的微分方程为： （4）电机轴上的转矩平衡方程为：T=JM, （5）求拉氏变换及联立求解得：（Ls+R）I(s)+KE(s)=U(s) 输出转速与输入电压之间的传递函数： 1 图 直流电动机的工作原理