直流电机速度控制系统校正装置设计

① 直流电动机的调速方法有哪些各有什么特点

直流电动机的调速方法：

一，可以直接使用调压器改变输入电压调速，常用于千瓦级别电机。

二，可控硅移相调速几十千瓦到几百千瓦级别电机调速。

三，脉宽调速几十瓦到几百瓦级别电机调速。四改变电刷位置调速特殊电机比方汽车雨刷器电机。

特点：

1.调压器改变输入电压调速：1、弱磁调速，改变历磁电压，降压就升速，升压就降速。 2、改变电枢电压，升压就升速，降压就降速，这个采用得很多。 总之改变电压必需要有一个调压装置，可以是串电阴，可以是用直流调压器。 但在弱磁调速中，历磁电压一定要有，如果没有历磁电压将会产生飞车，那是很危险的。

2、可控硅移相调速：移相触发是可控硅控制的一种方式，其是通过控制可控硅的导通角大小来控制可控硅的导能量，从而改变负载上所加的功率。特点控制波动小，使输出电流、电压平滑升降。

3、脉宽调速：一，可以直接使用调压器改变输入电压调速，常用于千瓦级别电机。二，可控硅移相调速几十千瓦到几百千瓦级别电机调速。三，脉宽调速几十瓦到几百瓦级别电机调速。四改变电刷位置调速特殊电机比方汽车雨刷器电机。

② 控制系统校正方法的概述

控制系统校正方法
correction methods of control systems
在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。

③ 自动控制原理课程设计 设计题目： 串联滞后校正装置的设计

在设计串联滞后校正装置时，首先需要确定原系统的数学模型。当开关S断开时，通过求解原模拟电路的开环传递函数G(s)，可以得到系统的基本特性。绘制原系统对数频率特性图，并通过观察确定系统的初始性能指标，如幅值穿越频率wc、相位穿越频率wj、相位裕量Pm和幅值裕量Gm。确定校正装置的传递函数Gc(s)，并验证设计结果，确保校正后系统的性能满足要求。

利用Matlab进行仿真设计，包括确定校正装置、绘制校正前后的对数频率特性图、确定校正后系统的性能指标等步骤。具体来说，可以采用单位反馈线性系统开环传递函数进行串联超前校正设计，目标是在单位斜坡输入信号作用下，确保系统的截止频率、相位裕量和幅值裕量均符合要求。通过Matlab相关语句计算校正装置参数，如rd、T，进而求得传递函数Gc(s)。接着，利用conv函数求解校正后系统的传递函数Ga，并绘制其对数频率特性图，与原系统及校正装置进行对比分析。

此外，利用Simulink仿真分析系统单位阶跃响应特性，可以直观地观察校正前后的系统响应行为。通过构建仿真模型，运行后可以获得系统的阶跃响应曲线，比较校正前后的响应差异。具体仿真模型包括原系统模型、校正后系统模型和校正前后的系统模型，其输出阶跃响应曲线有助于评估校正效果。

在确定有源超前校正网络参数R、C值时，采用图9所示的有源超前校正装置。当放大器的放大倍数很大时，该网络传递函数可以简化为特定形式。根据设计任务书中的参数要求，通过比较Gc(s)与网络传递函数的对应关系，可以确定R4和C的值。最终，通过计算得出R4和C的具体数值，满足设计任务书中的要求。

④ 控制系统校正方法的基本方法

常用的基本方法有根轨迹法和频率响应法两种。
①轨迹法设计校正装置当性能指标以时间域量值（超调量、上升时间、过渡过程时间等）给出时，采用根轨迹法进行设计一般较为有效。设计时，先根据性能指标，在s的复数平面上,确定出闭环主导极点对的位置。随后，画出未加校正时系统的根轨迹图，用它来确定只调整系统增益值能否产生闭环主导极点对。如果这样做达不到目的，就需要引入适当的校正装置。校正装置的类型和参数，根据根轨迹在闭环主导极点对附近的形态进行选取和计算确定。一旦校正装置决定后，就可画出校正后系统的根轨迹图，以确定除主导极点对以外的其他闭环极点。当其他闭环极点对系统过渡过程性能只产生很小影响时，可认为设计已完成，否则还须修正设计。
②用频率响应法设计校正装置在采用频率响应法进行设计时,常选择频率域的性能如相角裕量、增益裕量、带宽等作为设计指标。如果给定性能指标为时间域的形式，则应先化成等价的频率域形式。通常，设计是在波德图上进行的。在波德图上，先画出满足性能指标的期望对数幅值特性曲线，它由三个部分组成：低频段用以表征闭环系统应具有的稳态精度；中频段表征闭环系统的相对稳定性如相角裕量和增益裕量等，它是期望对数幅值特性中的主要部分；高频段表征系统的复杂性。然后，在同一波德图上，再画出系统不可变动部分的对数幅值特性曲线，它是根据其传递函数来作出的。所需串联校正装置的特性曲线即可由这两条特性曲线之差求出，在经过适当的简化后可定出校正装置的类型和参数值。
不论是采用根轨迹法还是频率响应法，设计中常常有一个反复的修正过程，其中设计者的经验起着重要的作用。设计的结果也往往不是唯一的，需要结合性能、成本、体积等方面的考虑，选择一种合理的方案。
在控制系统校正装置的设计中，有时也采用巴特沃思极点配置法。采用这种方法时，把校正后控制系统的闭环传递函数取为如下期望形式：
上式的特点是：G(s)的分子为1,不包含零点；G(s)的分母为零的代数方程Bn(s)=0的根（即G(s)的极点）均匀地分布在 s的复数平面上以原点为圆心的左半单位圆上。图2画出的是n=1，2，3，4的情况。按巴特沃思法设计时，可先选择校正装置的类型，使校正后控制系统的传递函数中只有极点而无零点，然后进一步将其变换为上面列出的巴特沃思标准形，再通过简单的计算来定出校正装置的参数值。