控制系統(tǒng)時(shí)域設(shè)計(jì)示范設(shè)計(jì)實(shí)例教學(xué)ppt-文庫(kù)吧資料
2024-12-14 09:39本頁(yè)面
【正文】 4日 31 設(shè)計(jì)目標(biāo)是選擇參數(shù) K1與 a， 確保系統(tǒng)穩(wěn)定，并使系統(tǒng)對(duì)斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差小于或等于輸入指令幅度的 24%。漫游車全重 ， 可由地球上發(fā)出的路徑控制信號(hào) r(t)實(shí)施遙控。 0% ?? 1??1 2 aKK?100aK ? 1 20K ?100aK ?（ 2）有關(guān)性能優(yōu)化：如果在控制結(jié)構(gòu)中，再引入串聯(lián)PI控制器，可否進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能（在 ， 基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)），并給出 MATLAB仿真結(jié)果。此時(shí) essr=， essn= 得到了一個(gè)很好的系統(tǒng) t(s) 對(duì) r(t)的響應(yīng) 對(duì)干擾的響應(yīng) C(t) 例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 25 4. 根據(jù)系統(tǒng)在斜坡輸入作用下，穩(wěn)態(tài)誤差最小的要求，導(dǎo) 出放大器增益 Ka的選取原則； 5. 根據(jù)減小單位階躍擾動(dòng)影響的要求（抗太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)）， 確定放大器增益 Ka選取的約束范圍； 6. Ka選取：線性區(qū) , 參數(shù)值 Ka， K 1 適當(dāng)，可實(shí)現(xiàn)； 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能好（ MATLAB檢驗(yàn)） 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制設(shè)計(jì)小結(jié)： 1. 工程背景及設(shè)計(jì)要求； 2. 根據(jù) 要求確定系統(tǒng)需要的阻尼比 ； 3. 推導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時(shí)，應(yīng)根據(jù)開(kāi)環(huán) 標(biāo)準(zhǔn)形式，確定 與待定參數(shù) K1與 Ka關(guān)系； 獲得 K1與 Ka應(yīng)滿足的關(guān)系式， 減少未知量數(shù)； %? ?)(sG ?2022年 1月 4日 26 7. 擴(kuò)展與引伸 （ 1）有關(guān)參數(shù)優(yōu)化：如果要求 ，從而取 ， 有 當(dāng)取 ，得 ，可否實(shí)現(xiàn)？如果可以，此時(shí)由 于 未變，因而原設(shè)計(jì)達(dá)到的抗擾性能不變。 當(dāng)取 Ka=100時(shí)，有 K1=12， 所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)如 圖 355（ a） 所示； 100 )12s(s 1?R(s) + E(s) + + C(s) 圖 355(a)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng) N(s) 例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 24 系統(tǒng)對(duì)單位階躍輸入和單位階躍擾動(dòng)的響應(yīng)如 圖 355(b)所示。因?yàn)閿_動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 )s(sC)s(sEe n0sn0sssn limlim ?????aa120s00sK1s1KsKs1s)s(N)s(G1)s(Gsl i ml i m???????????可見(jiàn)，增大 Ka可以同時(shí)減小 essn及 essr。 因而， 在滿足 σ%≤10%指標(biāo)要求下，應(yīng)選 aa1 ???例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 21 其次從滿足斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差要求 考慮 Ka與 K1的選擇：令 r(t)=Bt， 由 表 35知 a1s s r KBKKBe ??其 Ka與 K1選擇應(yīng)滿足 σ%≤10%要求，即應(yīng) 有 , a1 ?故有 as s r Ke ?例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 R(s) + E(s) Ka N(s) + + G(s) )Ks(s11?C(s) 2022年 1月 4日 22 上式表明， Ka的選取應(yīng)盡可能地大。 R(s) + E(s) Ka N(s) + + G(s) )Ks(s11?C(s) 例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 17 解： 由 圖 354（ b） 知，系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù) )1Ks(sK)Ks(sK)s(G11a0 ????式中， K=K
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