6.2系统运行原理

在给定电压 输入下，电机1在控制器1及驱动电路1的作用下开始运行，控制器1将预定转速转化为信号使驱动电路作用直流电机，使之达到预定转速。同理，直流电机2在控制器2及驱动电路2的作用下运行，测速传感器2将电机1的速度数据与电机1测速传感器测得的速度数据进行比较，将电机1和电机2的速度差值作为反馈系统的输入量，通过调节，使电机1和电机2实现同步控制的目的。

6.3建立数学模型

（1）控制器

图6.2 控制器电路图

1可得 G?Kp(1??Tds)

TisR1C1?R2C2 Kp?RC12式中

Ti?R1C1?R2C2 Td?R1C1R2C2R1C1?R2C2

本方案的控制器，承担着对输入信号进行控制的任务，除了对干扰信号的清除作用之外，

还兼具有整流作用。在整个控制过程当中，也会对输入信号的其他一些因素起到一定的影响。放大功能就是其中之一，由于在控制器之后会再直接接上驱动电路，起到真正的放大信号作用，最终实现对电机的驱动。所以控制器还是以实现控制作用为主。所以在考虑参数的选择的时候，应该尽量考虑到对输入信号的控制和整流等，而不是使信号放大。所以应注意适当选取比例，微分，积分参数（通过实验可获得较好的效果）。

由此可得控制器框图：

Kp(1?1?Tds) Tis

图6.3 控制器框图

（2）驱动器

图6.4 驱动器电路图

我们选取驱动电路的目的，是为了对输入信号进行放大，输入一个较小的信号，经过驱动电路放大之后，使之能够达到对电机驱动的目的。结合相应的实际情况，可以选取驱动器当中的两个放大器件K0， K1串联。

由此可得驱动器框图：

K0 K1

图6.5 驱动器框图

（3）直流电机

图6.6 直流电机的等效电路图

由直流电机的等效电路图可得：

Ua(t)?Ladia(t)?RaIa(t)?Ea dtEa为电枢反电动势，方向与电枢电压相反 Ea?Ce?m(t)

Ce为反电枢系数，电磁矩方程 Mm(t)?C)mia( tCm为电机转矩系数，Mm(t)为电枢产生电磁转矩

转矩平衡方程：Jm联立上式：

d?m(t)?fm?m(t)?Mm(t)?Mc(t) dtfm为粘性摩擦系数；Jm为转动惯量

d2?m(t)d?m(t)LaJm?(Lf?RJ)?(Rafm?CeCm)?m(t)amam2dtdt

dMc(t)?CmUa(t)?La?RaMc(t)dt电感La一般较小，此处做忽略处理得

d?m(t)Tm??m(t)?KmUa(t)?KcMc(t)

dt

其中电机时间常数

Tm?RaJm

Rafm?CmCeKm?Cm

Rafm?CmCe

电动机传递系数 Kc?拉普拉斯变换后得：

G(s)?KmKm ??(s)?aS(TmS?1)Ra

Rafm?CmC e

由此可得电动机框图：

Kms(Tms?1) 图6.7 电动机框图

（4）测数传感器

图6.8测数传感器电路图

传感器将电机的转速转化为电信号并给予输出 所以测试传感器框图为：

K3s

图6.9 试传感器框图

（5）系统函数方框图

图6.10系统函数方框图