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文档简介

作业二：直线运动单元速度控制系统 建模、仿真分析与PID校正1设计题目直线运动单元速度控制系统建模、仿真分析与PID校正2设计目的1) 掌握机电控制系统建模、仿真分析方法和技能；2) 学习使用MATLAB软件Simulink工具箱构建控制系统的数学模型，绘制时域、频域曲线；3) 学习PID校正方法。3设计任务以指定滑块速度（单位：mm/s）为输入量，以滑块实际速度(mm/s)为输出量，建立直线运动单元速度控制系统的数学模型，参考给定的相关数据（参考表1）确定关键参数，进行相应简化处理后进行MATLAB仿真分析，并进行PID校正。图1 直线运动单元速度控制系统表1伺服电机参数（电机型号:S 2322.983）额定电压24V反电动势常数0.003215V/rpm齿轮减速比29转矩常数0.0307Nm/A电机电阻21.6欧电机轴等效转动惯量5.68gcmcm电机电感1.97mH等效阻尼系数（参考）0.0005丝杠导程2mm负载（正弦）频率:100；幅值:0.0002丝杠长度360mm滑块质量1kg丝杠直径10mm丝杠长度360mm丝杠密度7.9g/cm3速度放大增益Ka 暂取20(rad/V)4步骤1) 在无负载情况下建立直线运动单元系统开环数学模型：微分方程、传递函数与系统结构图。 2) 根据所得开环模型，采用MATLAB/Simulink对系统建模。并求出速度电压转化系数Ka（rad/V）。 3) 根据得到的Ka，对其闭环系统进行Simulink建模,并对其阶跃响应进行分析。 4) 采用MATLAB传递函数对速度控制系统进行仿真分析，包括时域和频域分析。5) 采用Simulink模型法或传递函数法, 通过改变系统结构参数来分析其对系统性能的影响，并判断稳定性. 6) 在电机输出轴上有负载（表1列出）的情况下，对系统进行建模仿真分析，并判断其稳定性。 7) 给出引入PID控制后系统的闭环结构图（无负载和有负载两种情况），对系统进行分析，通过调节PID参数，使其具有较好的快速性、稳定性及准确性，不允许有超调，并分析PID参数对系统稳定性的影响 5. 作业要求：完成对直线运动单元的建模、仿真分析与PID校正；写出如何对系统进行建模、仿真分析和PID校正的步骤；附上必要的步骤图形和公式及计算结果提交：将作业压缩成压缩包，每人一份，不分组包括：1.文档2.MATLAB文件（模型（mdl）文件、程序（m）文件）文件名命名格式为：学号_作业二_姓名.doc(不推荐使用word07格式)如：SY1207001_作业二_张三（三段之间用下划线”_”分隔）。8) 截至时间：2012年12月09日作业时间：三周6主要参考资料1) 实践教学任务书和自编参考资料2) 姚伯威. 控制工程基础. 电子科技大学
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