直流电动机建模及仿真实验

直流电动机建模及仿真实验《直流电动机建模及仿真实验》 —实验报告院（系） 3 系 姓 名 ****** 学 号 ********* 任课老师 王卫红 2025 年 11 月 6 日矩平衡方程）建立从电枢电压ua到转速 ˙θm的传递函数模型，并根据表 1 所给电机参数求其频率特性。表 1 共给出了两个电机的参数，其中 A 为大功率电机，B 为小电机。（2）编制 MATLAB 或 simulink 程序求电机的调速特性，即不同负载力矩情况下电压和转速之间的关系，将数据填入表 2 和表3。（提示：由于调速特性是电机的静态特性，故可先推导出考虑负载力矩情况下电枢电压 Ua 与转速 ˙θm之间的静态模型，然后再仿真。）（3）编制 MATLAB 或 simulink 程序求电机的机械特性，即不同电压情况下负载力矩和转速之间的关系。（提示：在仿真时可将电枢电压固定，改变负载力矩的值，即可求出 Ml与转速˙θm之间的关系。）（4）编制 MATLAB 或 simulink 程序求电机转速的阶跃响应，并根据阶跃响应求出其机电时间常数。（提示：由于电机的电磁时间常数较小，故可将电压 Ua 与转速 ˙θm之间的动态响应看作非周期环节，所以能够从其阶跃响应求出机电时间常数。）表 1 电机参数表参数电机 A电机 B备注电枢电阻Ra4.80Ω13.5Ω电枢电感La21mH21.5mH力矩系数km46.32N.m/A0.27 N.m/A反电势系数 ke55.3V/(rad/s)0.42 V/(rad/s)电机转动惯量 J0.5Kg.m20.0005 Kg.m2电枢部分4 实验步骤（1） 根据图 4.1 可求得传递函数假定干扰为 0，可求得输入输出传递函数 带入数据可求得 在后边建模模型的时候可以将其取 0带入 A 电机数据求得 带入B电机数据可求得用 matlab 的 bode 指令可以得到两电机的频率响应-100-90-80-70-60-50-40-30-20Magnitude (dB)101102103104-180-135-90-450Phase (deg)A电机的频率响应波特图Frequency (rad/sec)A 电机的频率响应图-60-40-20020Magnitude (dB)100101102103-180-135-90-450Phase (deg)B电机的频率响应波特图Frequency (rad/sec)B 电机的频率响应图（2） 在 simulink 中搭建系统的框图如下A 电机系统 simulink 仿真图可求得表 2 电机 A 调速特性表序号电压（V）转速（rad/s）（空载）转速（rad/s）（负载力矩 Mf =500Nm）转速（rad/s）（负载力矩Mf = 1000Nm）100-0.9370-1.87392100.1808-0.7561-1.69313300.5425-0.3945-1.33144601.08500.1480-0.78895901.62750.6905-0.246461202.17...