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1、1、电压测量装置原理及结构图如图 1-1 是一个电压测量装置，也是一个反 馈控制装置。 是待测量电压， e 是指示的电压测 ee 2量值。如果 不同于，就产生误差电压，经eeie=ei - e2调制、放大后，驱动两相伺服电动机运转，并带 动测量指针移动，直至。这时指针指示的电压 2 = 1 值即是待测量的电压值。系统由于比较电路、机械调制器、放大器、两 相伺服电动机及指针结构组成。首先，考虑负载 效应应分别列写各元部件的运动方程并在零初始 条件下进行拉什变换,于是有调制器放大器 两相伺服电动机E (s) = E 1( s) - E 2( s)U (s)二 E (s)U(s)二 KaE(s)M
2、二一Cs0 (s) + MMs 二 CU( s)M = J s 20 (s) + f s0 (s)m m mm m式中， M 是电动机转矩； M 是电动机堵转转矩； MMmsU ()是控制电压；c ()是电动机角位移；r和f分别U (s)C (s)J fammm是折算到电动机上的总转动惯量及总粘性摩擦系数。绳轮传动机构L(s) = rC (s)m式中，是绳轮半径；L是指针位移。 rLE 2（ S） = K 1L（ s）式中， K 是电位器传递函数。K1图 1-1 电压测量装置系统结构图2、电压测量装置的传递函数 根据系统结构图，可求得系统的开环传递 函数和闭环传递函数分别为： 开环传递函数小、
3、C(s) KA K r-KG(s)二=厶 m 1R(s)s(T s +1)m2-2)（2-1）闭环传递函数q（ s）二 K k r k Ts 2 + s + K - K - r - KA m 1其中，取放大器的开环增益 K =2，两相伺服电动 KA的开环增益K =10,绳轮半径取04,测量电位器Krm的开环增益k=25，_ =1K 1Tm则系统的开环传递函数可写为c、10G (S)=时闭环传递函数可写为0 (s)二磐-s 2+ s+103、系统的性能指标分析由二阶系统闭环传递函数的标准形式C(s) _ 2(s) =nR(s)s2 + 2 s + 3 2nn2-3)2-4)3-1)根据公式可得出
4、K ,3 _ t 丄M3 n 二 J10 u 3.16(rad / s)，3d = 3代1匸 2 = 3.12(rad / s)并根据公式E 1，可得出1 ， =1.74.g= u 0.16 卩=arccos Q2何3.1时域性能指标由于 0 Q 44 d/ ,相角裕度，45。，幅w 4.4rad / sy 值裕度hdB 10dB，先验证系统是否符合要求,如果不 h dB 10dB符合要求对系统进行校正.具体过程如下:待校正系统的开环传递函数10s( s +1)此系统为最小相位系统，因此只需画出其对数幅频渐进特性，如图6-5中l所示。由图得待L (w )校正系统的31 d/，算出待校正系统相角裕度为 w c 二 31rad / s180。 -90。17.9。y =- arctan w c 二而二阶系统的幅值裕度必为dB。相角裕度小的原+8 dB因，是因为待校正系统的对数幅频特性中频区的 斜率为-40dB/dec。由于截止频率和相角裕度均低于指 标要求，故采用串联超前校正是合适的。-4.4rad / so -om下面计算超前网络参数。试选。因此，a - 4, T - 0.114 s由图4-5查得l6dB，于是算得L (o ) = 6dB超前网络的传递函数为
