控制系統(tǒng)頻域設(shè)計(jì)示范教學(xué)課件ppt(已修改)
2025-03-05 14:39 本頁(yè)面
【正文】 * 1第第 3講講控制系統(tǒng)頻域設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)頻域設(shè)計(jì)* 2設(shè)計(jì)實(shí)例例 517 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)例 518 遙控偵察車速度控制* 3例 517 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)圖 549(a) 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)x軸z軸y軸雕刻針 待 雕刻的金屬板控制器位置測(cè)量預(yù)期位置位置測(cè)量x電機(jī) 1x電機(jī) 2例 517 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)* 4 圖 549（ a） 所示為雕刻機(jī)，其 x軸方向配有 2臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用來驅(qū)動(dòng)雕刻針運(yùn)動(dòng)；還各有一臺(tái)單獨(dú)的電機(jī)用于圖示的 y軸和 z軸方向。雕刻機(jī) x軸方向位置控制系統(tǒng)框圖模型如 圖 549（ b） 所示。例 517 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)R(s)+C(s) x軸上的位置控制器K 電機(jī)、螺桿 雕刻針支撐架圖 549(b) 雕刻機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖* 5 本例的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：用頻率響應(yīng)法選擇控制器增益 K的值，使系統(tǒng)階躍響應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)保持在允許范圍內(nèi)。要求用頻率響應(yīng)法選擇 K， 使階躍響應(yīng)各項(xiàng)指標(biāo)保持在允許范圍內(nèi)* 6解 : 本例設(shè)計(jì)的基本思路是：首先選擇增益K的初始值，繪制系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)對(duì)數(shù)頻率特征曲線，然后用閉環(huán)對(duì)數(shù)頻率特征來估算系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)；若系統(tǒng)性能不滿足設(shè)計(jì)要求，則調(diào)整 K的取值，重復(fù)以上設(shè)計(jì)過程；最后，用實(shí)際系統(tǒng)計(jì)算來檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。要求用頻率響應(yīng)法選擇 K， 使系統(tǒng)階躍響應(yīng)指標(biāo)保持在允許范圍內(nèi)* 7 現(xiàn)在，取 K=2， 計(jì)算開環(huán)頻率特性 G(jω)的幅值與相位，如 表 54所示。表 54 G(jω)的 頻率響應(yīng)ω 20log|G|(dB) 14 7 1 4 9 13Ψ(ω) (度） 107 123 162 193要求用頻率響應(yīng)法選擇 K， 使系統(tǒng)階躍響應(yīng)指標(biāo)保持在允許范圍內(nèi)R(s)+C(s) x軸上的位置控制器K 電機(jī)、螺桿 雕刻針支撐架* 8表 54 G(jω)的 頻率響應(yīng)ω 20log|G|(dB) 14 7 1 4 9 13Ψ(ω) (度） 107 123 162 193根據(jù) 表 54可繪制開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性圖如 圖 550所示。漸進(jìn)線近似γ要求用頻率響應(yīng)法選擇 K， 使階躍響應(yīng)各項(xiàng)指標(biāo)保持在允許范圍內(nèi)* 9由閉環(huán)頻率特性函數(shù)可以畫出閉環(huán)頻率特性曲線，如 圖 551所示。由圖 可見，系統(tǒng)的相角裕度 γ=33176。， 項(xiàng)應(yīng) 的閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的。20log|φ|(db)α(ω)要求用頻率響應(yīng)法選擇
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