自動控制實驗-lti系統(tǒng)的建模、設(shè)計和仿真——課程設(shè)計-資料下載頁
2025-02-28 01:38本頁面
【導(dǎo)讀】考慮如圖所示的三軸搬運系統(tǒng)，要求機械臂能在三維空間中準確定位?？刂破鱟G為超前校正網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計合適的超前校正網(wǎng)絡(luò)，使得系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間小于3s，PI控制器，請設(shè)計能滿足要求的PI控制器；后控制兩種情況下，前置濾波器對控制系統(tǒng)性能的影響；而校正方案的選擇主要取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)各點功率的大小、可供選擇的。元件、設(shè)計者的經(jīng)驗及經(jīng)濟條件等因素。在控制工程實踐中，解決系統(tǒng)的校正問題，采用的設(shè)計方法一般依性能指標(biāo)而定。若性能指標(biāo)以頻域量的形式給出時，例如所期望的相角裕度、幅。有間接的關(guān)系，但是采用Bode圖法進行設(shè)計比較方便。是時域指標(biāo)00、st，則必須先將其換算成頻域指標(biāo)和c，方可進行相應(yīng)的運算和設(shè)計。均分布在負半平面，故系統(tǒng)穩(wěn)定。
【正文】 (1)調(diào)節(jié) P至臨界震蕩 Kp=30。Ki=0。Kd=0。 Go=Kp Gpid=feedback(Go*Gs,1)。 step(Gpid)。 (2)加上 I,D項根據(jù)經(jīng)驗公式聯(lián)調(diào) s=tf(39。s39。)。 Kp=12。Ki=18。Kd=1。 Go=Kp*(1+1/(Ki*s)+Kd*s/((Kd/10)*s+1))。 Gpid=feedback(Go*Gs,1)。 step(Gpid)。 運行結(jié)果： 分析： PID所能達到的最佳調(diào)節(jié)時間仍比較長 采用超前校正： 修改系數(shù)，調(diào)整零點到 ，極點調(diào)整到 10 則得到增益 K為 10*10=100 代碼： numc=[1 ]。 denc=[1 10]。 gc=tf(numc*100,denc)。%gc是校正網(wǎng)絡(luò) num=[1]。 den=[1 6 5 0]。 g=tf(num,den)。%原系統(tǒng) gs=g*gc %串聯(lián)后系統(tǒng) sisotool(gs) 整個系統(tǒng)為： Transfer function: 100 s + 87 s^4 + 16 s^3 + 65 s^2 + 50 s 此時系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間是 ，超調(diào)量為 %。 可以修正一下增益，用 sisotool 調(diào)節(jié)，則最佳 增益是 K=90 此時，調(diào)節(jié)時間為 秒，超調(diào)量為 %。 提高系統(tǒng)的時域指標(biāo)，取極點在 40 則得到增益 K為 40*10=400 numc=[1 ]； denc=[1 40]； gc=tf(numc*400,denc)； %gc是校正網(wǎng)絡(luò) num=[1]； den=[1 6 5 0]； g=tf(num,den)； %原系統(tǒng) gs=g*gc； %串聯(lián)后系統(tǒng) sisotool(gs) 整個系統(tǒng)為： Transfer function: 400 s + 348 s^4 + 46 s^3 + 245 s^2 + 200 s 則此時沒有超調(diào)量，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間為 ，時域指標(biāo)較好。 修改增益， K為 477 新的系統(tǒng)為： Transfer function: 477 s + 415 s^4 + 46 s^3 + 245 s^2 + 200 s 沒有超調(diào)量，調(diào)節(jié)時間為 ，調(diào)節(jié)時間為 1秒左右。 四、小 結(jié)： （ 1） 對自動控制原理和控制系統(tǒng)的設(shè)計方法有了更加深刻感性的認識； （ 2） 掌握了 MATLAB在控制系統(tǒng)設(shè)計中的使用方法； （ 3） 對各類控制器的設(shè)計方法（根軌跡法、頻域響應(yīng)法、工程試探法）有了全 面的認識及理解并能利用其解決實際問題； （ 4） 對超前校正，滯后校正以及 PID控制有了系統(tǒng)全面的認識； （ 5） MATLAB在設(shè)計中只能起輔助作用，所以牢固的自控知識是非常必要的， 不能幻想著計算機幫我們處理所有事情，只能利用計算機去替我們分析結(jié)論和做計算。
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