图 1.1 ① 磁极： 电机的定子部分，由磁极 N—S 级组成，可以是永久磁铁（此类称为永磁式直流 伺服电机），也可以是绕在磁极上的激励线圈构成。 ② 电枢： 电机的转子部分，为表面上绕有线圈的圆形铁芯，线圈与换向片焊接在一起。 ③ 电刷： 电机定子的一部分，当电枢转动时，电刷交替地与换向片接触在一起。 直流电动机的启动 电动机从静止状态过渡到稳速的过程叫启动过程。电机的启动性能有以下几点要 求： 1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时的阻转矩。 2）启动时电枢电流要尽可能的小。 3）电动机有较小的转动惯量和在加速过程中保持足够大的电磁转矩，以利于缩 短启动时间。 直流电动机调速可以有： （1）改变电枢电源电压； （2）在电枢回路中串调节电阻；

　　(1-3) 其中 称为反电动势常数。 电机的速度是由电枢电压 E 控制，应用基尔霍夫电压定律导出电枢电流 I

　　（3）改变磁通，即改变励磁回路的调节电阻 Rf 以改变励磁电流。 本文章所介绍的直流伺服电机，其中励磁电流保持常数，而有电枢电流进行

　　控制。这种利用电枢电流对直流伺服电机的输出速度的控制称为直流伺服电机的 电枢控制。如图 1.2

　　节 1.01 1.1 研究的意义 直流电机是现今工业上应用最广的电机之一，直流电机具有良好的调速特

　　由式（1-3）与式（1-4）合并移项后可得： 式（1-5）移项后可得： 将式（1-6）与式（1-7）以状态方程式来表示如下：

　　——定义为电机和反射到电机轴上的负载的等效粘带摩擦系数（牛顿•米∕度 •）

　　1.直流电机…………………………………………………………3 2.状态空间表达式…………………………………………………6 3.对角标准型及相关分析…………………………………………7 4.系统状态空间表达式求解………………………………………8 5.系统能控性和能观性……………………………………………8 6.系统输入输出传递函数…………………………………………9 7.两种方法判断开环稳定性………………………………………9 8.闭环极点配置……………………………………………………10 9.全维状态观测器设计……………………………………………13 10. 带状态观测器的状态反馈控制系统的相关跟踪图…………17 10.带状态观测器的闭环状态反馈系统相关分析……………… 21 11.结束语………………………………………………………… 22

　　………………………………………………………………………………………… MATLAB 相关源程序

　　性、较大的启动转矩、功率大及响应快等优点。在伺服系统中应用的直流电机称 为直流伺服电机，小功率的直流伺服电机往往应用在磁盘驱动器的驱动及打印机 等计算机相关的设备中，大功率的伺服电机则往往应用在工业机器人系统和 CNC 铣床等大型工具上。[1] 节 1.02 1.2 直流电动机的基本结构

　　直流电动机具有良好的启动、制动和调速特性，可以方便地在宽范围内实现 无级调速，J9九游会 - 真人游戏第一品牌故多采用在对电动机的调速性能要求较高的生产设备中。

　　u1 y1 0 …………………………………………………………………………………………

　　由于线性变换矩阵 P 是非奇异的，因此，状态空间表达式中的系统矩阵 A 与 A~ 是相似矩阵，具有相同的基本特征，行列式相同、秩相同、迹相同、J9九游会 - 真人游戏第一品牌特征多九游会 J9官方网站九游会 J9官方网站