位置隨動(dòng)系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)_自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)-資料下載頁
2024-08-26 16:13本頁面
【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)，更不同于課堂教學(xué)。它主要是培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌運(yùn)用自動(dòng)控制原理課程中。行完整的全面分析和綜合。其中：放大器增益為Ka=15，電橋增益6K??,測速電機(jī)增益2tk?在保證靜態(tài)指標(biāo)的前提下，要求動(dòng)態(tài)期望指標(biāo)：σp﹪≤15﹪；ts≤5sec；作原系統(tǒng)的根軌跡草圖；確定校正裝置傳遞函數(shù)的參數(shù)；且輸入量是隨機(jī)的，不可預(yù)知的。在很多情況下，隨動(dòng)系統(tǒng)特制被控量是機(jī)械位。望輸出量能穩(wěn)定，因此系統(tǒng)的抗干擾能力往往顯得十分重要。性、靈活性和準(zhǔn)確性成了位置隨動(dòng)系統(tǒng)的主要特征。標(biāo)以抗干擾性能為主，隨動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)以跟隨性能為主。模型是描述系統(tǒng)內(nèi)部物理量（或變量）之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。時(shí)域中常用的數(shù)學(xué)模型有微分方程、差分方程和狀態(tài)。方程；復(fù)數(shù)域中有傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖；頻域中有頻率特。本次課程設(shè)計(jì)研究的是位置隨動(dòng)系統(tǒng)的滯后校正，并對(duì)其進(jìn)行分析。
【正文】 的傳遞函數(shù)形式變?yōu)椋? １４ )(sGc = TsbTs??11 (117) 滯后網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)計(jì)算步驟如下： 因?yàn)槲?校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： )(0sG =3792/（ 2s +） )( `cwr =90176。arctan `cw 39。39。 39。 39。39。( ) ( ) ( )c c c? ? ? ? ? ??? 其中， 39。39。()c?? =+10186。=。 取 39。39。()c?? = 6?? 求得： 39。39。c? =又根據(jù) 39。 39。39。39。39。20 lg ( ) 01 ccbLbT????? 得出 b= T= 滯后網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)： 1 1 0 .2 4() 1 1 0 .5 6c b T s sGs T s s???? （ 118） 所以，校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ： `0 )(sG = ))(( )(3 7 9 22 sss s?? ?= sss s 3 3 7 9 1 023 ?? ? （ 119） 對(duì)校正后的系統(tǒng)進(jìn)行 Matlab仿真 １５ 圖 111 校正后的 bode圖 仿真程序 num=[,3792] den=[,0] sys=tf(num,den) [mag,phase,w]=bode(num,den) [gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w) margin(sys) 根據(jù)波特圖 ， 知截止頻率 cw =； 相角裕度 ? =； 幅值裕度? 410 。 3 對(duì)校正前后裝置進(jìn)行比較 校正前，截止頻率 cw =138red/sec； 相角裕度 ? =； 幅值裕度 ? 410 。對(duì)開環(huán)傳遞函數(shù)進(jìn)行串聯(lián)滯后校正，減小未校正系統(tǒng)中的中、高頻幅值，以降低系統(tǒng)截止頻率，從而提高相角裕度。故得到校正后， 截止頻率 cw =；相角裕度 ? =；幅值裕度 h=? 410 。 校正后，系統(tǒng)的截止頻率降低近 １６ 76red/sec，同時(shí)相角裕度提高近十度，穩(wěn)定性變得更好。 五、系統(tǒng)物理模擬圖 0000000000Mu1x2x1* / *K? K? 3K 圖 112原系統(tǒng)模擬圖 0000000000Mu1x2x1* / *K? K? 3KR 2 R 1C?? 圖 113校正后物理模擬圖 （使用 MATLAB仿真） １７ 圖 114 階躍響應(yīng)圖 編寫程序代碼如下 num=[,3792]。 den=[,0]。 G=tf(num,den)。 Step(G,5) Grid 應(yīng)用 matlab 軟件，可以繪制出系統(tǒng)的階躍響應(yīng)圖 如下： 六、設(shè)計(jì)小結(jié) 這次自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)為期一周半，而且又趕在期末時(shí)期，所以我們?cè)诿?著做課程設(shè)計(jì)的同時(shí)為了能夠不掛科又不得不復(fù)習(xí)一下，所以總的來說是感覺時(shí)間十分緊。 整個(gè)課程設(shè)計(jì)分為五個(gè)部分，系統(tǒng)說明、系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合以及系統(tǒng)物理模擬圖。每一部分的完成，都需要我們下一番功夫。在隨動(dòng)系統(tǒng)的建模上，經(jīng)過討論，分析，仿真。找出了符合要求的隨動(dòng)系統(tǒng)模型。同時(shí)根據(jù)課設(shè)的初始條件，選擇參數(shù)，計(jì)算傳遞函數(shù)。在模型建立好，參數(shù)選擇合適的前提下， １８ 傳遞函數(shù)的計(jì)算還是比較簡單。 在設(shè)計(jì)校正裝置，根據(jù)題目的要求，求出合理的校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。由于計(jì)算的誤差，離理論值多少都有些偏差。不過還好的是基本符合 要求。 然后就是校正前后的性能比較。學(xué)會(huì)有仿真軟件又是我要掌握的一項(xiàng)。在經(jīng)過學(xué)習(xí)，請(qǐng)教后，我能輕松的畫出自己想要的圖形?？粗罱K的成果，還是覺得受益匪淺的。 最后就是文字的排版，這次設(shè)計(jì)排版看著是最輕松的工序，但其實(shí)也一點(diǎn)就不 輕松。因?yàn)椴粌H僅我們有很多的文字性東西要敘述，中間還夾雜了很多其他的公式。而公式又必須得用公式編輯器來慢慢的一個(gè)一個(gè)輸入，公式數(shù)完了，然后又有的簡單圖形需要用電腦畫出來，總的來說，這些都是些仔細(xì)活，需靜下心來慢慢做。說實(shí)話，有時(shí)做久了，心了真的很煩躁，但最后看見了自己的勞動(dòng)成果顯現(xiàn)在 自己眼前的時(shí)候，先前的那種無賴、毛躁即刻不見，換而取代的是一種小有成就幸福感…… 總之這次課程設(shè)計(jì)，讓我收獲了很多，不僅僅是熟悉了一下書本知識(shí)，更讓我明白了堅(jiān)持、認(rèn)真的重要性。也讓我有機(jī)會(huì)將課堂上所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中。并通過對(duì)知識(shí)的綜合利用，進(jìn)行必要的分析，比較。從而進(jìn)一步驗(yàn)證了所學(xué)的理論知識(shí)。同時(shí)，這次課程設(shè)計(jì)也為我們以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。指導(dǎo)我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)，多動(dòng)腦的同時(shí)，也可以動(dòng)動(dòng)手。善于自己去發(fā)現(xiàn)并解決問題。希望在以后的時(shí)間里加強(qiáng)自省能力，學(xué)以致用！ １９ 參考文獻(xiàn) [1] 孫亮等 .自動(dòng)控制原理 .北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2020 [2] 王萬良 .自動(dòng)控制原理 .北京：高等教育出版社， 2020
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