第7章节机电系统建模.pptVIP

第7章 机电系统的数学建模;例7.1 建立如图所示的电枢控制式直流电动机运动模型。; （3）根据各部分工作原理列出运动方程; a.在稳态情况下，加在电枢上的电压主要被什么平衡？ b.在过渡过程中，电枢电流如何变化呢？ c.在稳态过程中电枢电流与负载电流是什么关系？ d.在过渡过程中哪部分电流产生了加速度？ e.电动机转速又是如何建立起来的呢？;;;建立仿真模型文件;;转速过渡过程;电枢电流过渡过程;反电动势过渡过程;例7.2 建立机械传动（齿轮传动）系统数学模型;;;例7.3 建立如图所示位置随动系统的数学模型;; 对上述各式进行拉氏变换，并消去中间变量，可得到系统的开环传递函数为;例7.4 打印机皮带驱动器; 下图给出了皮带轮驱动系统的基本模型。模型中皮带弹性系数为k，滑轮半径为r，电机轴转动角为θp，打印头质量为m，位移为y(t)。光传感器用于测量位移y，其输出电压为v1,且v1 =k1y。控制器输出电压为v2，它是v1的函数。假设v2与v1具有线性关系：; 电机和滑轮的转动惯量之和为J =J 电机+J 滑轮，电机的绕组磁场电感忽略不计L≈0，绕组电阻为R，电机系数为Km。; 接下来推导描述电机旋转运动的微分方程。当L=0时，电机绕组电流 ，而电机转矩为 ，于是有：; 式（7.5.1）、 （7.5.2）、 （7.5.3）构成了描述系统运动的一阶微分方程组，其矩阵形式为：;例7.5 磁盘驱动读取系统; 磁盘旋转速度在1800rpm到7200rpm，相当于磁头在磁盘上方不到100nm的地方“飞行”，位置精度指标初步定为1μm，要求做到使磁头由一个磁道移到另一个磁道所花的时间小于10ms。; 图7.6.2中的偏差信号是在磁头读取磁盘上预先录制的索引磁道时产生的。 建立图7.6.3所示框图模型。我们假定磁头足够精确，传感器环节的传递函数为H(s)=1；同时，作为足够精确的近似，我们用例7.3 给出的直流电机驱动模型来对激励电机和臂建模（式7.6.1）；图中也给出了线性放大器的模型。; 图7.6.3所示框图模型简化为图7.6.4所示闭环系统框图模型，将框图模型简化为如下模型：;7.7 机械传动链间隙;2.10 机械传动链间隙;7.8 摩擦对控制??统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.4 摩擦对控制系统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.8 摩擦对控制系统性能的影响;7.9 机械系统的其他因素;7.9 机械系统的其他因素