PID控制小功率伺服系统的建模与控制
本文从直流位置伺服系统的组成结构和工作原理出发，通过数学和物理方程的推导，得到每个环节传递函数，建立了整个系统数学模型。完成了系统的动态分析和系统仿真。
PID控制器算法简单、鲁棒性好、可靠性高，被广泛应用于工业过程控制尤其适用于可建立精确模型的确定性控制系统。文中分别采用了极点配置法和临界灵敏度整定法确定了PID控制器参数，进一步完善了伺服系统的性能。然后，通过试凑法分析了P控制、PI控制和PID控制下不同系统响应曲线，并且与无PID控制时的系统响应曲线做了比较，分析了比例、积分和微分各个调节器的作用，在仿真中得到了很好的控制效果。结果表明，该系统基本满足设计要求。10201
关键词 直流位置伺服系统 数学模型 PID控制 仿真分析
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Modeling and control of the servo system for low-power
Abstract
Servo system is widely used, It is used to control the controlled object referred to (or displacement) So that it can automatically, continuously and accurately complex changes in the law enter the command.
From the starting composition and working principle of the DC position servo system,to establish the mathematical model of the whole system of every aspect of the transfer function through the derivation of the mathematics and physics equations.
PID controller algorithm is simple, robust and high reliability,it is widely used in industrial process control, especially suitable for an deterministic control system can create an accurate model.Respectively, using the pole placement method and critical sensitivity titration to determine the PID controller parameters, to further improve the performance of the servo system.Then, through trial and error analysis of the P control, PI control and PID control system response curve, and PID control system response curves were compared with a proportional, integral and differential of each regulator's role inthe simulation has been a good control effect. The results show that the system basically meet the design requirements.
Keywords Position servo system Mathematical model PID control Simulation analysis
目 次
1 绪论 1
1.1 论文研究的背景及意义 1
1.2 伺服系统的发展 2
1.3 伺服系统的发展趋势 2
1.4 伺服系统及其基本构成 4
1.5 本论文的主要工作以及预期达到的目的 5
2 系统的数学模型 6
2.1 直流伺服电动机 6
2.1.1 直流伺服电动机的数学模型 6
2.1.2 电机参数计算 7
2.2 直流电动机的PWM电路驱动 8
2.2.1 直流PWM伺服驱动装置的工作原理和特点 8
2.2.2 直流PWM系统控制 9
2.2.3 双极模式PWM控制特性分析 11
2.2.4 双极模式运行的PWM功率转换电路的数学模型 11
2.3 电流反馈环节 14
2.3.1 电流环的结构 14
2.3.2 电流反馈环节的传递函数 14
2.4 速度反馈环节 15
2.4.1 速度环的组成和作用 15
2.4.2 速度反馈环节的传递函数 15
2.5 位置反馈环节 16
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