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小型直流拖動調速控制系統設計的內容和一般步驟
小型直流拖動調速控制系統必須按照用戶所提出的要求，主要是依據被控對象的工作性
質和特點，來明確對拖動調速系統的基本性能要求；同時要充分了解市場上器材、無件的供
應情況，了解它們的性能質量、品種規格、價格與售后服務，以及新技術、新工藝的發展動
態。在此基礎上著手設計，以避免閉門造車?？傊?，要明確的是針對直流拖動調速控制不是
簡單的拖動系統。對于該系統的設計要從理論上和技術上給予足夠的重視。特別是對于沒有
任何經驗的新手，還要在實驗環節、調整環節、反復試湊等環節要有思想準備。
(1)系統總體方案的初步制訂。首先根據需要與可能，對拖動調速系統的總體有一個
初步的設想。在確定采用純電氣拖動控制方案后，要進一步確定采用步進電機驅動，還是
采用用小型直流服電動機，或是交流伺服電動機？系統調速控制方式是開環的或是閉環的
或是復合控制的？是采用模擬式的還是數字式的？整個調速控制系統應由哪幾個部分組
成？系統中控制信號流怎樣的？……這些問題在制訂方案時必須明確回答。當然，如果是
設計一個改進系統，則還要明確出重新設計的系統在哪些方面，如靜態性能、動態性能、
抗干擾性能等比原有系統有顯著改進等。當然也可以訂出幾個方案，以便進一步分析比
較。這當中還應注意不同系統的性能／價格的比較分析，找出性能／價格比最優的系統。
(2)系統的穩態設計?？傮w方案僅僅是一個粗略的輪廓，還要進一步將泵統的各部分
具體化．通常先根據對系統穩態性能的要求進行穩態設計。將系統各部分采用什么型號規
格和具體參數值都確定下來便是這部分要進行的設計內容。
‘首先根據上一步驟的內容確定出系統的控制系統框圖，分清各控制模塊之間的關系，
然后逐一設計不同的控制模塊。具體來說是采用“逆序”法，從控制系統的輸出端即被控
對象開始設計向前推進，直到控制系統的輸入端。首先要根據被控對象運動的特點，選擇
系統的執行電機和相應的機械傳動機構。這里要進行必要的計算，如系統的轉動慣量
GD2值、系統的變速比、電機輸出的轉矩及推導出電動機的功率等，接著可以選擇或設
計驅動執行電動機的功率放大裝置。此時要明確針對小型直流拖動調速系統中采用什么類
型的電源調速裝置，如普通直流電源還是晶閘管橋式電源等；再根據系統工作精度的要
求，確定檢測裝置具體的組成形式，選擇元件的型號規格，設計具體的線路參數，然后根
據已確定的執行電機、功率放大裝置和檢測裝置，設計前置放大器、信號轉換線路等。在
考慮各元、部件相互連接時，要注意阻抗的匹配、飽和界限、分辨率、供電方式和接地方
式等。為使有用信號不失真、不失精度地有效傳遞，還要設計好耦合方式。同時也要考慮
必要的屏蔽、去耦、保護、濾波等抗干擾措施。
(3)建立系統的動態數模型。經過系統的穩態設計，系統主回路各部分均已確定。這
里應包括各環節的穩態系數、穩態誤差、調這范圍等。但穩態設計依據的主要是系統的穩
態性能指標，因此所構成的系統還不能保證滿足系統動態性能的要求。為系統的動態設計
作準備，需要對穩態設計所確定的系統作定量計算（或輔助實驗測試），建立它的動態數
學模型，并確定在時域／頻域中對系統的動態進行再設計／校正。比如，做拉氏變換確定各
模塊的傳遞函數等．
(4)系統的動態設計。根據被控對象對系統動態性能的要求，結合以上獲得的原始系
統數學模型，進行動態設計。要確定采用什么校正（補償）形式，確定校正（補償）裝置
具體線路和參數，確定棱正裝置在原始系統中具體連接的部位和連接方式，使校正（補
償）后的系統滿足動態性能指標要求。
(5)系統的仿真試驗。根據校正后系統的數學模型進行仿真，以檢驗各種工作狀態下
系統的性能，以便發現問題及時予以調整。
以上設計內容和步驟只是拿出一個定量的設計方案。工程設計計算總是在有限的范圍
做近似的假設，并依此作為工程實施的一個依據。故本敘述的設計方法不是萬能的。就具
體設計一個小型直流拖動調速系統而言，還要經過系統反復調試、調整才能將系統的有關
參數確定下來。特別是校正（補償）裝置的參數。同時對設計者來說，具備一定的電機拖
動理論和自動控制系統理論也是必需的。當然，對調速系統給予足夠的重視并具備一定實
踐經驗才能設計出一個較完美的系統。
