题 目: 直流电机PI 控制器稳态误差分析 初始条件： - 一直流电机控制系统的方框图如图所示，其中Y 为电机转速， 为电枢电压，W为负载转矩。令电枢电压由PI 控制定律求取，PI 表达式为： ， 其中e=r-y 。 要求完成的主要任务（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）写出以va 为输入的直流电机控制系统微分方程； （2）试求kP 和kI 的值，使闭环系统的特征方程的根包括； （3）计算在单位阶跃参考输入、单位斜坡参考输入、单位阶跃扰动输入、单位斜坡扰动输入时系统的稳态误差； （4）用 Matlab 证明你的上述答案，并画出系统响应曲线； （5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析的过程，附 Matlab 源程序或 Simulink 仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。 时间安排： 任务 时间（天） 直 流 电 机 PI控 制 器 稳 态 误 差 分 析 .--第 1页直 流 电 机 PI控 制 器 稳 态 误 差 分 析 .--第 1页审题、查阅相关资料 1 分析、计算 2 编写程序 2 撰写报告 2 论文答辩 0.5 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 直流电机 PI 控制器稳态误差分析 - 1、写出以 va 为输入的直流电机控制系统微分方程 图 1 直流电机控制系统方框图 如图 1 所示：以 R为系统给定输入，W为扰动输入，由题意知： 直 流 电 机 PI控 制 器 稳 态 误 差 分 析 .--第 2页直 流 电 机 PI控 制 器 稳 态 误 差 分 析 .--第 2页令扰动W=0得： 化简得： 利用拉氏反变换知所求的微分方程： 2、已知闭环系统的特征方程的根包括，试求 和 的值 由题目已知特征方程的部分根，可以先求出系统的闭环传递函数，写出特征方程，再将特征方程根带入方程求得方程系数。具体过程如下： （1）由和 =e*D 得： D= = = （2）系统的开环函数 为： =D*300* = （3）有开环传递函数写出闭环特征方程D(s 为： D(s= +s(30+300 +300 =0 （4）将根代入上述方程得： 3、计算在不同输入下时，系统的稳态误差 控制系统的稳态误差，是系统控制准确度的一种度量，通常称为稳态性能。在控制系统设计中，稳态误差是一项重要的性能指标。对于实际的控制系统，由于系统结构、输入作用的类型（控制量或扰动量）、输入函数的形式（阶跃、斜坡或加速度）不同，控制系统的稳态输出不...
