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位置隨動系統(tǒng)的分析與設計_自動控制原理課程設計-資料下載頁

2024-08-29 12:12本頁面

【導讀】畢業(yè)設計,更不同于課堂教學。它主要是培養(yǎng)學生統(tǒng)籌運用自動控制原理課程中。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??,測速電機增益2tk?在保證靜態(tài)指標的前提下,要求動態(tài)期望指標: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);且輸入量是隨機的,不可預知的。在很多情況下,隨動系統(tǒng)特制被控量是機械位。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、靈活性和準確性成了位置隨動系統(tǒng)的主要特征。標以抗干擾性能為主,隨動系統(tǒng)的動態(tài)指標以跟隨性能為主。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)學表達式。時域中常用的數(shù)學模型有微分方程、差分方程和狀態(tài)。方程;復數(shù)域中有傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖;頻域中有頻率特。本次課程設計研究的是位置隨動系統(tǒng)的滯后校正,并對其進行分析。

  

【正文】 校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)形式變 為: 14 )(sGc = TsbTs??11 (117) 滯后網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)計算步驟如下: 因為未校正系統(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) 對校正后的系統(tǒng)進行 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 對校正前后裝置進行比較 校正前,截止頻率 cw =138red/sec; 相角裕度 ? =; 幅值裕度 ? 410 。對開環(huán)傳遞函數(shù)進行串聯(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 階躍響應圖 編寫程序代碼如下 num=[,3792]。 den=[,0]。 G=tf(num,den)。 Step(G,5) Grid 應用 matlab 軟件,可以繪制出系統(tǒng)的階躍響應圖 如下: 六、設計小結(jié) 這次自動控制原理課程設計為期一周半,而且又趕在期末時期,所以我們在忙著做課程設計的同時為了能夠不掛科又不得不復習一下,所以總的來說是感覺時間十分緊。 整個課程設計分為五個部分,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系統(tǒng)模型。同時根據(jù)課設的初始條件,選擇參數(shù),計算傳遞函數(shù)。在模型建立好,參數(shù)選擇合適的前提下, 18 傳遞函數(shù)的計算還是比較簡單。 在設計校正裝置,根據(jù)題目的要求,求出合理的校正網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)。由于計算的誤差,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。學會有仿真軟件又是我要掌握的一項。在經(jīng)過學習,請教后,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,這次設計排版看著是最輕松的工序,但其實也一點就不 輕松。因為不僅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一個輸入,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,這些都是些仔細活,需靜下心來慢慢做。說實話,有時做久了,心了真的很煩躁,但最后看見了自己的勞動成果顯現(xiàn)在自己眼前的時候,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…… 總之這次課程設計,讓我收獲了很多,不僅僅是熟悉了一下書本知識,更讓我明白了堅持、認真的重要性 。也讓我有機會將課堂上所學的理論知識運用到實際中。并通過對知識的綜合利用,進行必要的分析,比較。從而進一步驗證了所學的理論知識。同時,這次課程設計也為我們以后的學習打下基礎。指導我們在以后的學習,多動腦的同時,也可以動動手。善于自己去發(fā)現(xiàn)并解決問題。希望在以后的時間里加強自省能力,學以致用! 19 參考文獻 [1] 孫亮等 .自動控制原理 .北京:北京工業(yè)大學出版社, 2020 [2] 王萬良 .自動控制原理 .北京:高等教育出版社, 2020
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