图示为电枢控制式直流电动机工作原理图。图中电机线圈电流为i;L和R为线圈电感和电阻;电机输入电压为u;折算到电机转子轴上等效负载转动惯量为JM;电机输出转矩和转速分别为T和ω;KE和KT分别为电枢电势常数和转矩常数,试求输出转速和输入电压之间传输函数。
以直流伺服电机驱动工业机器人单个关节运动为例。传动原理如图所示。电机带有减速器和负载。减速比为n,Jl为负载相对于负载轴的等效转动惯量,Jm为电机转子及减速器折合到电机轴后的转动惯量,fl和fm分别为负载轴和电机轴的粘滞阻尼系数。则有力矩平衡方程: