共軸雙旋翼直升機(jī)懸停方向的控制實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告-文庫吧
2025-06-08 16:49 本頁面
【正文】 校正，最終使系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告（ 20xx20xx 學(xué)年第一學(xué)期） 3 了預(yù)定的性能指標(biāo)。 研究現(xiàn)狀 經(jīng)過建模、時(shí)域分析、頻域分析以及校正等設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)好后的控制系統(tǒng)能較好地滿足預(yù)定的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，即 ( ) ?? ， % 20%? ? ， 1sst ? ， 并且 經(jīng)過仿真驗(yàn)證了結(jié)果。 目錄 引言 ………………………………………………………………………………… 1 研究背景 ………………………………………………………………………… 1 研究對(duì)象特點(diǎn)分析 ………………………………………………………………… 1 工作過程 ………………………………………………………………………… 2 （ 1） 控制系統(tǒng)建模 …………………………………………………………… 2 （ 2） 控制系統(tǒng)時(shí)域分析 ……………………… ……………………………… 2 （ 3） 控制系統(tǒng)頻域分析 ……………………………………………………… 2 （ 4） 控制系統(tǒng)校正 …………………………………………………………… 2 研究現(xiàn)狀 ………………………………………………………………………… 3 目錄 ………………………………………………………………………… ………… 3 ………………………………………………………………… 4 …………………………………………………………… 4 被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型 ……………………………………………… ………… … 5 ………………………………………………………………… 6 穩(wěn)定性分析 …………………………………………………………………… 7 穩(wěn)態(tài)性能分析 ……………………………………………………………… … 7 動(dòng)態(tài)性能分析 ………………………………………………………………… 8 設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………… 9 4．仿真驗(yàn)證 ………………………………………………………………………… 12 5．結(jié)論 …………………………… …………………………… ………………… … 19 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 20 附錄 ………………………………………………………………………………… 20 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告（ 20xx20xx 學(xué)年第一學(xué)期） 4 直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型 電樞控制直流電動(dòng)機(jī)的工作實(shí)質(zhì)是將輸入的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，也就是由輸入的電樞電壓 ()aut在電樞回路中產(chǎn)生電樞電流 ()ait，再由電流 ()ait與激磁磁通相互作用產(chǎn) 生電磁轉(zhuǎn)矩 ()mMt從而拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)。因此，直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程有以下三部分組成。 電樞回路電壓平衡方程： ()( ) ( )aa a a a ad i tu t L R i t Edt? ? ? 式中 aE 是電樞反電勢(shì)，它是電樞旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的反電勢(shì)，其大小與激磁磁通即轉(zhuǎn)速成正比，方向與電樞電壓 ()aut相反，即 ()a e mE C t?? ， eC 是反電勢(shì)系數(shù)。 電磁轉(zhuǎn)矩方程： ( ) ( )m m aM t C i t? 式中， mC 是電動(dòng)機(jī)矩動(dòng)系數(shù)； ()mMt是電樞電流產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩。 電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩平衡方程： () ( ) ( ) ( )mm m m m cdtJ f t M t M tdt? ?? ? ? 式中， mf 是電動(dòng)機(jī)和負(fù)載折合到電動(dòng)機(jī)軸上的粘性摩擦系數(shù)； mJ 是電動(dòng) 機(jī)和負(fù)載折合到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 由以上三式 消去中間變量 ()ait、 aE 、 ()mMt， 便可得到直流電機(jī)的微分方程： 22 ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )m m ca m a m a m a m m e m m a a a cd t d t dM tL J L f R J R f C C t C u t L R M tdt dt dt?? ?? ? ? ? ? ? ? 在工程應(yīng)用中，由于電樞電路電感 aL 較小，通常忽略不計(jì)，因而上式 可以簡(jiǎn)化為 12() ( ) ( ) ( )mm m a cdtT t K u t K M tdt? ?? ? ? 式 中 ()m a m a m m eT R J R f C C??， 1 ()m a m m eK C R f C C??， 2 ()a a m m eK R R f C C?? 可 求 ()aut到 ()mt? 的傳遞函數(shù)，以便研究在 ()aut作用下電機(jī)轉(zhuǎn)速 ()mt? 的性能。令( ) 0cMt? ，則有 1() ( ) ( )mm m adtT t K u tdt? ??? 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告（ 20xx20xx 學(xué)年第一學(xué)期） 5 得到 1()() ( ) 1mams KGs U s T s??? ? 被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型 共軸雙旋翼直升機(jī)懸停方向的控制是角動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。直升機(jī)在發(fā)動(dòng)前，系統(tǒng)的總角動(dòng)量為零。在發(fā)動(dòng)后，旋翼
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