综上所述,本控制系统的原理图如下所示[18]:
图2。2 模糊自适应PID控制原理图
2。2 电机系统建模
2。2。1直流电机的数学模型
在有刷直流电动机转动过程中,一共存在两个物理过程,包括:电机转速变化的机械过程和电参量变化的电磁过程。按照实际情况,在此模型中,假定这两个过程是同时发生的。由此再根据电枢电压的平衡方程和转矩平衡方程[19],根据列出的数学方程推导出了传递函数。
电枢电压平衡方程:转矩平衡方程:
其中:
——电枢电压(V);
——反电动势(V);
、——电枢电阻(Ω)、电枢电感(H);
——转子转速(r/min);
、——反电势常数、转矩常数;
、——电磁转矩、负载转矩(N·m);
——转速惯量(N·m·s·min/r)。
转速惯量和转动惯量之间的关系可以表示如下:
故可得: (4)来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
再按照拉普拉斯变换,可求得电枢电流和电枢电压间的传递函数,如下:
——电枢回路的电磁常数(s);
求得,转子转速与动态转矩两者的传递函数为:
——机电时间常数(s)(7)
考虑到实际过程中,存在机电()和电磁()两个过渡过程。这是一个闭环二阶系统,由以上各式可得电机转速与电枢电压的传递函数[19]为: