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2.5.1 位置环的组成 16
2.5.2 位置反馈环节的传递函数 17
2.6 系统的数学模型 17
2.6.1 系统的方框图结构 17
2.6.2 方框图结构化简 18
3 系统的仿真分析 20
3.1 系统的特性 20
3.1.1 时域响应分析 20
3.1.2 系统的时域特性 21
3.2 PID控制器的设计 21
3.2.1 PID控制原理 21
3.2.2 PID参数整定的原理和方法 22
3.2.3 PID功控制器的参数确定 25
3.2.4 PID控制器的设计 26
4 Simulink仿真分析 34
4.1 Simulink简介及在过程仿真中的优势 34
4.2 Simulink建模和仿真 35
结 论 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
1 绪论
近年来，随着电力电子技术的发展及其应用技术的进步、单片微型计算机的高速发展、外围电路元件专用集成件的不断出现，使得直流伺服电动机控制技术有了显著进步。上述技术领域的发展，可以很容易的构成高精度、快速响应的直流伺服驱动系统，因而近年来世界各国在高精度、速度和位置控制场合（如机床进给伺服系统，军用伺服系统），都已由电力半导体驱动装置取代了电液驱动。特别是被人们誉为“未来伺服驱动装置”的晶体管脉冲宽度调制(PWM)直流伺服控制系统，都受到了人们的普遍重视，从而得到迅速的发展和广泛的应用。
1.1 论文研究的背景及意义
在现代化的工业生产和科学实验过程中，对诸如压力、流量、温度、液向高度、机器执行部件的位置与速度等物理参数的控制；在一些军用武器中，对诸如雷达天线、导弹发射架以及火炮的方位角与俯仰角等参数的控制；对空间飞行器的姿态以及轨道参数等的控制，所有这些都需要借助于自动控制系统来实现。因而，自动控制系统已经成为现代化工业生产、科学实验过程以及一些兵器中重要的，且往往是不可缺少的一部分。
现代化生产的水平、产品的质量和经济效益等各项指标，在很大程度上取决于生产设备的先进性和电器自动化与信息化的程度。机电一体化技术是随着科学技术的发展，生产工艺不断提出新的要求下而迅速发展的。在控制方法上，主要是从手动到自动；在控制功能上，从简单到复杂；在操作上，由笨重到轻巧。电力电子技术的进步，微机技术的应用和新型策略的出现，又为电器控制技术的发展开拓了新的途径。
机床工业是工业化国家经济发展的基础行业。机床是用来制造一切机械化的机器。数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统机械制造业渗透而形成的机电一体化产品，它的技术范围包括机械制造技术、自动化制造技术、伺服驱动技术、信息处理技术及传递技术、监控检测技术以及软件技术等。数控机床的使用给制造行业带来了一场重大的革命，它满足了人们对高制造水平的追求和对高生产率的期望。近年来，随着新产业和新技术对机械加工所产生的冲击，数控机床正朝着高速度、高精度、绿色化、高柔性华、智能化以及模块化、复合化方向飞速发展。
伺服系统接受来自装置的进给脉冲，经变换和放大，然后去驱动各加工坐标轴按指令脉冲进行运动。这些轴有的带动工作台，有的带动刀架，通过一个或多个坐标轴的综合联动，涉及各轴上运动速度的调节，以一定的加减速曲线来进行运动，使刀具相对于工件生产各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。