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-閱讀頁(yè)
2024-12-23 09:39本頁(yè)面
【正文】 )Ks(s11?C(s) 例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 19 首先選擇 Ka與 K1以滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)階躍輸入 超調(diào)量的要求：令 )w2s(sw)Ks(sK)s(Gn2n1a0 ?????可得 a1an K2K,Kw ???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 20 因?yàn)? %e100% 21/ ???????解得 22)( ln11?????代入 σ=， 求出 ζ=， 取 ζ=。 最后，從減小單位階躍擾動(dòng)的影響考慮 Ka與 K1的選取。 例 321 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡指向控制 2022年 1月 4日 23 在實(shí)際系統(tǒng)中， Ka的選取必須受到限制， 以使系統(tǒng)工作在線性區(qū)。 可以看出，擾動(dòng)的影響很小。試給出兩種設(shè)計(jì)方案的單位階躍相應(yīng)（ MATLAB），并列表比較動(dòng)態(tài)性能的結(jié)果。 100aK ?1 20K ?2022年 1月 4日 27 例 322 火星漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制 例 322 火星漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制 2022年 1月 4日 28 2022年 1月 4日 29 2022年 1月 4日 30 1997年 7月 4日，以太陽(yáng)能作動(dòng)力的“逗留者號(hào)”漫游車(chē)在火星上著陸，其結(jié)構(gòu)如 圖356所示。漫游車(chē)的兩組車(chē)輪以不同的速度運(yùn)行，以便實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的轉(zhuǎn)向。 漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)圖如 圖 357所示。 例 322 火星漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制 0KK)a64116(12600aK126K21111??????穩(wěn)定 區(qū)域 選定的 K1和 a K1 圖 358火星漫游車(chē)穩(wěn)定區(qū)域 2022年 1月 4日 36 由于設(shè)計(jì)指標(biāo)要求系統(tǒng)在斜坡輸入時(shí)的穩(wěn)態(tài)誤差不大于輸入指令幅度的 24%，故需要對(duì) K1與 a的取值關(guān)系加以約束。 例 322 火星漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制 1ss aKA10e ?因此，在 圖 358的穩(wěn)定區(qū)域中，在 K1126的限制條件下，任取滿(mǎn)足 aK1=42的 a與 K1值。 穩(wěn)定 區(qū)域 選定的 K1和 a K1 圖 358火星漫游車(chē)穩(wěn)定區(qū)域 2022年 1月 4日 39 火星漫游車(chē)轉(zhuǎn)向控制設(shè)計(jì)小結(jié)： ● 從 1997年“逗留者號(hào)”到 2022年“勇氣號(hào)”的發(fā)展；從概括了解到驗(yàn)證火星上是否有“水”，或曾有“水” 激發(fā)人類(lèi)征服宇宙的決心與信心； ● 主要是穩(wěn)態(tài)要求：確保穩(wěn)定性，有一定斜坡輸入下穩(wěn)態(tài)誤差要求（通過(guò)雙通道速度控制之差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，不能翻車(chē)） 1. 工程背景與設(shè)計(jì)要求： 2022年 1月 4日 40 2. 設(shè)計(jì)思想 （ 1）穩(wěn)定性設(shè)計(jì) ● 由于是四階系統(tǒng)，故先確定閉環(huán)特征方程； ● 控制器為超前 滯后網(wǎng)絡(luò)，串聯(lián)校正，具有可調(diào)零點(diǎn)，待定控制參數(shù)為系統(tǒng)零點(diǎn) a及漫游車(chē)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)增益 K1 ； ● 由于有兩個(gè)控制參數(shù)，可用勞斯判據(jù)確定 K1與 a的穩(wěn)定區(qū)域。 （ 2）滿(mǎn)足穩(wěn)態(tài)誤差要求的參數(shù)對(duì)（ K1， a ）設(shè)計(jì) ● 斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差 ～ Kv 關(guān)系； ● Kv與 K1與 a關(guān)系； ● 由 （ r(t)=At ） ，確定（ K1， a ） 參數(shù)對(duì)。 3. 擴(kuò)展與引伸 2022年 1月 4日 42 K1 a 126 參數(shù)選擇域 （ 2）參數(shù)魯棒域確定：利用理論推導(dǎo)或 MATLAB仿真方法，可否在漫游車(chē)容許參數(shù)穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，確定使斜坡作用下系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能及頻寬較“好”的子區(qū)域？
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