直流电动机的系统辨识
1 工作原理
图 1 是一台最简单的直流电动机的模型，N 和 S 是一对固定的磁极(一般是
电磁铁，也可以是永久磁铁)。磁极之间有一个可以转动的铁质圆柱体，称为电
枢铁芯。铁芯表面固定一个用绝缘导体构成的电枢线圈 abcd，线圈的两端分别
接到相互绝缘的两个弧形铜片上，弧形铜片称为换向片，它们的组合体称为换向
器。在换向器上放置固定不动而与换向片滑动接触的电刷 A 和 B，线圈 abcd 通
过换向器和电刷接通外电路。电刷铁芯、电刷线圈和换向器构成的整体称为电枢。
此模型作为电动机运行时，将直流电源加于电刷 A 和 B，例如将电源正极加
于电刷 A，将电源负极加于电刷 B，则线圈 abcd 中流过电流。在导体 ab 中，电
流由 a 流向 b，在导体 cd 中，电流由 c 流向 d。载流导体 ab 和 cd 均处于 N 和 S
极之间的磁场中，受到电磁力的作用。电磁力的方向由左手定则确定，可知这一
对电磁力形成一个转矩，称为电磁转矩，转矩的方向为逆时针方向，使整个电刷
逆时针方向旋转。当电刷旋转 180 度，导体 cd 和 ab 交换位置，如图 1 所示。由
于电流仍从电刷 A 流入，使 cd 中的电流变为由 d 流向 c，而 ab 中的电流由 b 流
向 a，从电刷 B 流出，用左手定则判别可知，电磁转矩的方向仍是逆时针方向。
由此可见，加于直流电动机的直流电流，借助换向器和电刷的作用，变为电
枢线圈中的交变电流。这种将直流电流变为交变电流的过程称为逆变。由于电刷
线圈所处的磁极也是同时交变的，这使电刷产生的电磁转矩的方向恒定不变，从
而确保直流电动机朝确定的方向连续旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。
图 1 直流电机工作的基本工作原理
2 辨识目的
对于一个系统，为什么要对它进行辨识？辨识的意义又在哪里？这些问题
在很久以前就有人提出过，也进行过深入的研究，并总结出一套成熟的方法：
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