[信息與通信]計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)_應(yīng)用實(shí)例(編輯修改稿)
2025-03-20 13:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ???? ??? ? ? ?? ??????????????????? ?????????tatax rK K KMr J Rxxux rK K KMr J R lxx1 122234 1221560()0()00???????????? ????????????????????????? ??????????????????? ???A X B u? ? ? ?北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 17 2. 采樣周期的選取 ? 根據(jù)電機(jī)的模型以及電機(jī)的相關(guān)參數(shù)可知，該電機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)為： (s) 根據(jù)采樣周期的選取原則，可以將采樣周期選擇為： msT 10?北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 18 3. 系統(tǒng)位置環(huán)設(shè)計(jì)（控制律設(shè)計(jì)） ? 這里采用無(wú)限時(shí)間離散二次型的代價(jià)函數(shù)： TTkJ X k Q X k u k R u k01 [ ( ) ( ) ( ) ( ) ]2?????其中 Q、 R陣的初始設(shè)置如下： Q10 0 0 0 0 00 0. 5 0 0 0 00 0 10 0 0 0 00 0 0 1 0 00 0 0 0 10 0 00 0 0 0 0 1?????????????? ?R ?可利用 Matlab中的函數(shù) dlqr計(jì)算得反饋增益 K等： [K,P,e]=dlqr(F,G,Q,R) 車(chē)位置、上擺角度、下擺角度 可直接測(cè)量并用于狀態(tài)反饋； 車(chē)速度、上下擺角的速度不可直接 測(cè)量，這里采用位移量差分計(jì)算得到 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 19 軟件設(shè)計(jì) 圖 107 雙擺計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的程序流程圖 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 20 閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果 1. 擺角擾動(dòng)閉環(huán)控制（上擺角初始擾動(dòng)角度 50o） 圖 108 未加控制的上擺角曲線 圖 109未加控制的下擺角曲線 圖 1010 施加最優(yōu)控制的上擺角曲線 圖 1011施加最優(yōu)控制的下擺角曲線 橫軸為時(shí)間軸，單位為 s， 縱軸為角度軸，單位為（ o） 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 21 2. 滑車(chē)位置回零控制（滑車(chē)從 ） 圖 1012 未加控制的上擺角曲線 圖 1013未加控制的下擺角曲線 圖 1014 施加最優(yōu)控制的上擺角曲線 圖 1015施加最優(yōu)控制的下擺角曲線 橫軸為時(shí)間軸，單位為 s， 縱軸為角度軸，單位為（ o） 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 22 雙擺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 民用機(jī)場(chǎng)供油集散系統(tǒng) 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 23 轉(zhuǎn)臺(tái)計(jì)算機(jī)伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? “高頻響、超低速、寬調(diào)速、高精度 ” 成為仿真轉(zhuǎn)臺(tái)的主要性能指標(biāo)和發(fā)展方向。 –“ 高頻響 ” 反映轉(zhuǎn)臺(tái)跟蹤高頻信號(hào)的能力強(qiáng)； –“ 超低速 ” 反映系統(tǒng)的低速平穩(wěn)性好； –“ 寬調(diào)速 ” 可提供很寬的調(diào)速范圍； –“ 高精度 ” 指系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的準(zhǔn)確程度高。 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 24 轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)介紹 圖 1016 三軸模擬轉(zhuǎn)臺(tái)及其示意圖 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 25 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)的總體控制結(jié)構(gòu) ? 轉(zhuǎn)臺(tái)三個(gè)框架的控制是相互獨(dú)立的，因此轉(zhuǎn)臺(tái)的控制系統(tǒng)可以采用如圖 1017所示的原理方案。 圖 1017 三軸測(cè)試轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)總體控制結(jié)構(gòu)圖 北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 26 轉(zhuǎn)臺(tái)單框的數(shù)學(xué)模型 由于轉(zhuǎn)臺(tái)三個(gè)框架的控制是相互獨(dú)立的，因此可以分別對(duì)每個(gè)框架的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 進(jìn)行拉氏變換，忽略電樞電感，得到電樞電壓與輸出角速度之間的傳遞函數(shù) ()()ca a a c e mksKU s R J s R B k k T s? ??? ? ? 1北京航空航天大學(xué) 清華大學(xué)出版社 27 轉(zhuǎn)臺(tái)單框控制回路設(shè)計(jì) ? 一般的設(shè)計(jì)過(guò)程是從內(nèi)向外，依次設(shè)計(jì)電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)，根據(jù)系統(tǒng)整體的性能指標(biāo)，適當(dāng)分配相應(yīng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，按典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制及補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 圖 1018 轉(zhuǎn)臺(tái)控制系統(tǒng)框圖 北京航空航
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