位置随动系统仿真研究

1、摘要位置随动系统是一个带位置反馈的自动控制系统。由于其给定量是随机变化的，这就要求系统在保证稳定的基础上，更加强调快速跟随的性能。本文主要研究了位置随动控制系统的组成和运行原理。通过建立直流电机模型，采用pid控制方法，从内向外依次设计电流环、转速环和位置环，形成系统仿真模型。并在matlab下进行仿真实验，考察控制系统的性能指标，得到较好的控制结果。关键词：直流电机；位置随动；pid；matlababstractposition follow-up system is an automatic control system with position feedback. because of

2、 its random changes to the quantity given, which not only requires the system to ensure stability, but also emphasizes the capability to follow quickly. this paper mainly researches the composition and operating principles of position follow-up system. through establishing mathematical model of dc m

3、otor and using pid control method, it designs current loop, speed loop and position loop from inside out, which forms system simulation model. additionally, the model is simulated by using the matlab software to visit the systems performance, which gets the desired control results.keywords: dc motor

4、; position follow-up; pid; matlab目 录摘要iabstracti1 绪论11.1位置随动系统的概念及其特点11.2位置随动系统的研究现状及应用11.3位置随动系统的控制方法11.4 matlab软件在仿真功能方面的介绍11.5本文所要完成的工作12 系统组成与工作原理12.1位置随动系统组成结构12.2组成系统的主要部件分析12.2.1光电编码器12.2.2 pwm装置12.2.3 m法测速13 系统仿真模型设计13.1电机仿真模型13.2电流环的仿真模型设计13.1.1 电流环及其特点13.1.2电流调节器结构及其参数13.1.3检验近似条件13.1.4计算调

5、节器电阻电容13.2 转速环的仿真模型设计13.2.1 转速环及其特点13.2.2转速调节器结构及其参数13.2.3检验近似条件13.2.4校核转速超调量13.3 位置环的仿真模型设计14 系统仿真14.1对位置随动系统电流环进行仿真14.2对位置随动系统转速环进行仿真14.3对位置随动系统进行仿真1总结1参考文献1致谢11 绪论1.1位置随动系统的概念及其特点随动系统也称之为伺服系统，是以位移、速度或力、力矩等作为被控量的自动控制系统。位置随动系统是一个带位置反馈的自动控制系统，是非常典型的随动系统1。位置随动系统的被控制量（输出量）是负载机械空间位置的线位移或角位移，当位置给定量（输入量）

6、作任意变化时，该系统的主要任务就是使输出量快速而准确地复现给定量的变化，它主要解决有一定精度的位置跟随问题。位置随动系统中具有位置给定，位置检测和位置反馈环节，这种系统的各种参数都是连续变化的模拟量，其位置检测可用电位器、自整角机、感应同步器、光电编码器等。位置随动系统和调速系统一样，都是反馈控制系统，即通过对输出量和给定量的比较，组成闭环控制，两者的控制原理是相同的。它们的主要区别在于，调速系统的给定量一经设定，即保持恒值，系统的主要作用是保证稳定和抵抗扰动；而位置随动系统的给定量是随机变化的，要求输出量准确跟随给定量的变化，系统在保证稳定的基础上，更突出需要快速响应。总起来看，稳态精度和动

7、态稳定性是两种系统都必须具备的，但在动态性能中，调速系统多强调抗扰性，而位置随动同则更强调快速跟随性能。1.2位置随动系统的研究现状及应用位置随动系统的应用领域非常广泛。例如，轧钢机轧辊压下量的自动控制，数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，船舵的自动操纵，工业机器人的动作控制，车防上的雷达跟踪，导弹制导，火炮瞄准等。随着机电一体化技术的发展，位置随动系统已成为现代工业、国防和高科技领域中不可缺少的设备，是电力拖动自动控制系统的一个重要分支3。控制技术的发展，使随动系统广泛地应用于军事工业和民用工业。尤其随着国防技术的发展，要求随动系统有更高的跟踪速度和跟踪精度，并具有更高的可靠性。随动系统的

8、控制策略也由单一的pid控制方法发展到现在，已经出现了大量新的算法，近年来受到控制界十分重视的智能控制，它能摆脱对控制对象数学模型的依赖，已成为众所瞩目的解决鲁棒性问题的重要方法。目前智能控制在交流伺服系统应用中较为成熟的当数模糊控制和神经网络控制，而且大多是在模型控制基础上增加一定的智能控制手段，以消除参数变化和扰动的影响。1.3位置随动系统的控制方法当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制5，原理图如图

9、1.1所示。pid控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用pid控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用pid控制技术。pid控制，实际中也有pi和pd控制。pid控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。图1.1模拟pid控制系统原理图随动控制中常用的方法是pid调节，尽管随着现代交流

10、调速技术的发展，出现了各种新型控制算法，如自适应控制、专家系统、智能控制等。从理论分析，许多控制策略都能实现良好的电机动静态特性，但由于算法本身的复杂性，而且对系统进行模型辨识比较麻烦，因此，在实际系统中实现时困难，对于传统的pid调节器而言，其最大的优点在于算法简单，参数易于整定，具有较强的鲁棒性，而且适应性强，可靠性高，这些特点使pid控制器在工业控制领域得到广泛的应用。随动系统中的控制对象并不是很复杂，用pid调节更易实现预期效果。1.4 matlab软件在仿真功能方面的介绍matlab是mathworks公司开发的一种集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的功能强大、操作简

11、单的优秀工程计算应用软件。matlab不仅可以处理代数问题和数值分析问题，而且还具有强大的图形处理及仿真模拟等功能,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。从而能够很好的帮助工程师及科学家解决实际的技术问题。matlab最重要的特点是易于扩展。它允许用户自行建立完成指定功能的扩展matlab函数（称为m文件），从而构成适合于其它领域的工具箱，大大扩展了matlab的应用范围。目前，matlab已成为国际控制界最流行的软件，控制界很多学者将自己擅长的cad方法用matlab加以实现，出现了大量的matlab配套工具箱，如控制系统工具箱（cont

12、rol systemstoolbox），系统识别工具箱（system identification toolbox），鲁棒控制工具箱（robustontrol toolbox），信号处理工具箱（signal processing toolbox）以及仿真环境simulink等6。目前，比较流行的控制系统仿真软件是matlab。1980年美国的cleve moler博士研制的matlab环境（语言）对控制系统的理论及计算机辅助设计技术起到了巨大的推动作用。由于matlab的使用极其容易，不要求使用者具备高深的数学与程序语言的知识，不需要使用者深刻了解算法与编程技巧，且提供了丰富的矩阵处理功能，因

13、此控制理论领域的研究人员很快注意到了这样的特点。尤其matlab应用在电气自动化专业的毕业设计的计算机仿真上，更体现出它巨大的优越性和简易性。mtalab系统由五个主要部分组成:(1)matalb语言体系。matlab是高层次的矩阵/数组语言。具有条件控制、函数调用、数据结构、输入输出、面向对象等程序语言特性。利用它既可以进行小规模端程，完成算法设计和算法实验的基本任务，也可以进行大规模编程，开发复杂的应用程序。(2)matlab工作环境包括管理工作空间中的变量据输入输出的方式和方法，以及开发、调试、管理m文件的各种工具。(3)图形图像系统。这是matlab图形系统的基础，包括完成2d和3d数

14、据图示、图像处理、动画生成、图形显示等功能的高层matlab命令，也包括用户对图形图像等对象进行特征控制的低层matlab命令，以及开发gui应用程序的各种工具。(4)matlab数学函数库。这是对matlab使用的各种数学算法的总称。包括各种初等函数的算法，也包括矩阵运算、矩阵分析等高层次数学算法等。(5)matlab应用程序接口。这是matlab为用户提供的一个函数库，使得用户能够在matlab环境中使用c程序或fortran程序，包括从matlab中调用程序(如动态链接库)，读写mat文件的功能。1.5本文所要完成的工作本文主要研究位置随动控制系统的组成和运行原理，通过建立直流电机模型，

15、采用pid控制方法，从内向外依次设计电流环、转速环和位置环，形成系统仿真模型。并在matlab软件下进行仿真实验，考察控制系统的性能指标。位置随动系统中的给定量是经常变动的，是一个随机量，并要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应具有快速性、灵活性和准确性。为了保证系统的稳定性，并具有良好的动态性能，必须设有校正装置，如在正向通道中设置串联校正或并联校正装置等，为了提高位置随动系统的控制精度，还需要增加系统的开环放大倍数或在系统中增加积分环节等。2 系统组成与工作原理2.1位置随动系统组成结构在转速、电流双闭环调速系统的基础上，外边再设一个位置控制环，便形成三环控制的位置随动系统，如图2.1所

16、示。其中位置调节器apr就是位置环的校正装置，它的类型和参数决定了位置随动系统的系统误差和动态跟随性能，其输出限幅值决定着电机的最高转速7。图2.1位置、转速、电流三环控制的位置随动系统2.2组成系统的主要部件分析2.2.1光电编码器 位置随动系统的稳态精度很大程度取决于位置检测元件，本系统采用光电编码器作为位置检测元件。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器，可以高精度测量被测物的转角或直线位移量8。光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋

17、转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图2.2所示；通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差的两路脉冲信号，根据超前与滞后的关系可以确定电机的转向。按照输出脉冲与对应位置关系的不同，光电编码器有增量式和绝对式两种，也有将两者结合为一体的混合式编码器。图2.2光电编码器原理图1）增量式编码器9。增量式光电编码器是码盘随位置的变化输出一系列的脉冲信号，然后根据位置变化的方向用计数器对脉冲进行加/减计数，以此达到位置检测的目的。它是由光源、透镜、主光栅码盘、鉴向盘、光敏元件和电子线路组成。增量式光电

18、编码器的工作原理是是由旋转轴转动带动在径向有均匀窄缝的主光栅码盘旋转，在主光栅码盘的上面有与其平行的鉴向盘，在鉴向盘上有两条彼此错开相位的窄缝，并分别有光敏二极管接收主光栅码盘透过来的信号。工作时，鉴向盘不动，主光栅码盘随转子旋转，光源经透镜平行射向主光栅码盘，通过主光栅码盘和鉴向盘后由光敏二极管接收相位差的近似正弦信号，再由逻辑电路形成转向信号和计数脉冲信号。为了获得绝对位置角，在增量式光电编码器有零位脉冲，即主光栅每旋转一周，输出一个零位脉冲，使位置角清零。利用增量式光电编码器可以检测电机的位置和速度。2）绝对式编码器10。绝对编码器是直接输出数字量的传感器，在它的圆形码盘上沿径向有若干同

19、心码道，每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成，相邻码道的扇区数目是双倍关系，码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数，在码盘的一侧是光源，另一侧对应每一码道有一光敏元件；当码盘处于不同位置时，各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器，在转轴的任意位置都可读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然，码道越多，分辨率就越高，对于一个具有n位二进制分辨率的编码器，其码盘必须有n条码道。3）混合式绝对值编码器。混合式绝对值编码器，它输出两组信息：一组信息用于检测磁极位置，带有绝对信息功能；另一组则完全同增量式编码器的输出信息。2.2.2 pwm装置脉冲调宽

20、功率放大器的开关频率高，可以使系统获得较快响应，并仅靠电枢电感滤波就可以得到脉动很小的电流11。pwm电路为桥式电路，双极性工作制。它由三部分组成：三角波发生器、电压比较器、功率放大器。工作原理为由三角波发生器产生幅度和频率都固定的三角波，将此波与输入控制电压相加，再通过零比较，就可以得到占空比与控制电压成线性关系的脉宽调制波，此波加在pwm功率放大器上，经放大加在力矩电机两端。在一般的电力拖动自动控制系统中，pwm控制与变换器可以看成是一个滞后环节，其传递函数可以写成 式中：pwm装置的放大系数；pwm装置的延迟时间。实际上延时时间是很小的，所以这种滞后环节可以看成是一个一阶惯性环节，因此

21、2.2.3 m法测速利用定时器/计数器配合光电编码器的输出脉冲信号来测量电机的转速，具体有3种测速方法：m法、t法和m/t法，本文采用了m法测速1。图2.3 m法测速原理图在一定的时间内测取旋转编码器输出的脉冲个数，用以计算这段时间倍的平均转速，称作法测速。把除以就可得到旋转编码器输出脉冲的频率，所以又称频率法。电动机每转一圈共产生个脉冲（=倍频系数编码器光栅数），把除以就得到电动机的转速。在习惯上，时间以秒为单位，而转速是以每分钟的转数为单位，则电动机的转速为 在上式中，和均为常值，因此转速正比于脉冲个数。高速时大，量化误差较小，随着转速的降低误差增大，转速过低时将小于1，测速装置便不能正常

22、工作。所以法测速只适用于高速段。在实际的测量中，时间内的脉冲个数不一定正好是整数。如果要求测量的误差小于规定的范围，比如说是小于百分之一，那么就应该大于50。在一定的转速下要增大检测脉冲数以减小误差，可以增大检测时间单考虑到实际的应用检测时间很短，随动系统中的测量速度用于反馈控制，一般应在0.01秒以下。由此可见，减小测量误差的方法是采用高线数的光电编码器。3 系统仿真模型设计为了使转速负反馈、电流负反馈和位置负反馈分别起作用，系统中设置了电流调节器acr、转速调节器asr和位置调节器apr。要获得良好的动、静态性能，acr一般都采用pi调节器，asr一般采用pi调节器。apr位置环一般也采用

23、pi调节器，在系统运行时要求达到足够高的位置控制精度、位置跟踪精度和足够快的跟踪速度。要想得到调节器的仿真模型表达式，首先要计算得到电机的模型参数。3.1电机仿真模型电动机参数12：额定电压，额定电流，额定转速，电枢电阻，总电阻，电感,整流装置滞后时间常数，机电时间常数，滤波时间常数，过载倍数,电流反馈系数，转速反馈系数。其特点是能经常工作在堵转和低速状态，故适用于在位置或低速随动系统中作为执行元件。通过改变加在电枢两端的电压来控制电机的运行，其等效结构图如图3.1所示。图3.1直流电机结构图直流电机中，电枢电流与磁场相互作用而产生电磁转矩，与电枢电流成正比： 式中是电动机转矩系数，是电枢电流

24、产生的电磁转矩。电动机轴上的转矩平衡方程： 式中：电动机和负载折算到电动机轴上的转动惯量。：电动机和负载折算到电动机轴上的粘性摩擦系数。当电枢旋转时产生的反电势，其大小与激磁磁通及转速成正比，方向与电枢电压相反，即 电枢回路电压平衡方程： 在零初始条件下对上式进行拉式变换得： 整理后，可得到传递函数： 式中，为电枢回路电磁时间常数。由式式中消去中间变量、及便可以得到以为输出量，以为输入量的直流电动机微分方程为： 式经拉氏变换得直流电机的传递函数为： 由于电枢电路电感较小，通常忽略不计，因此，式可简化为： 式中是电力拖动系统机电时间常数，为电动机的传递系数。，可以求得，。在matlab软件中建立

25、电机仿真模型：图3.2电机的数学模型至此，已经得到了伺服电机的数学模型，得到了传递函数的基本形式。3.2电流环的仿真模型设计3.1.1电流环及其特点在高精度随动控制中，高精度、快速响应的电流环成为核心问题。只有良好的电流环特性才能为良好的速度控制和位置控制奠定基础。电流环的作用包括以下方面：(1)对电网波动起及时抗扰作用；(2)启动时，保证电机获得最大启动电流；(3)正常运行时，使电流跟随速度环输出的变化；(4)堵转时，限制最大输出电流，防止烧毁电机及驱动器；(5)由于增加了电流环，改变了系统结构，加快了电流调节能力，使控制性能得到了改善。在工程设计中,控制系统调节器的设计方法一般原则:“先内

26、环后外环”,从内环开始，逐个设计调节器。对于三环位置随动系统，应首先设计电流环的调节器，再设计转速调节器，最后是位置调节器。电流环是三环结构系统的内环，它的一个重要作用就是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，突加控制作用时超调量越小越好。电流环的控制对象是双惯性型的，两个惯性时间为一常数比，根据自动控制的理论，一般情况下，多按典型i型系统来设计电流环，这样的电流环既具有i型稳态精度，在动态跟随性能上超调也很小，以保持电枢电流恒定，抗扰动的恢复时间也较短。由于电流环控制对象是双惯性的，所以采用pi调节器，下面使用pi算法实现随动控制系统电流环的控制。3.1.2电流调节器结构及其参数电流调节器的

27、传递函数为，其中电流调节器比例系数；电流调节器的超前时间常数。电流环小时间常数之和。为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择，电流环开环增益要求，取，故有，于是acr的比列系数。3.1.3检验近似条件电流环截止频率，晶闸管整流装置传递函数近似条件（满足近似条件），忽略反电动式变化对电流环动态影响条件（满足近似条件），电流环小惯性群的近似条件（满足近似条件）。3.1.4计算调节器电阻电容在调节器中，按所用运算放大器取，各电阻和电容值为，,取，取，按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性指标为，满足设计求。通过以上计算可以得到电流调节器的传递函数为 3.2转速环的仿真模型设计3.2.1

28、转速环及其特点速度调节器是影响pwm直流脉宽伺服系统性能的关键因素。速度环的作用主要包括在以下方面：(1)对负载波动起抗扰作用；(2)速度pi调节器的输出决定最大电流；(3)正常运行时，使速度跟随给定变化。对于一般无位置环的转速电流双环系统，其转速环大都按典型二阶系统设计。但是对于位置转速电流的三环系统，转速环外还有位置环，转速环应按典型i型系统设计，此时转速调节器选用比例积分调节器。为了实现转速无静差，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节，它应该包含在转速调节器asr中。按照工程经验，转速超调量，下面使用pi算法实现位置随动控制系统转速环的控制。3.2.2转速调节器结构及其参数转速调节器的

29、传递函数。首先要确定电流环等效时间常数，在电流环设计中已取，根据所用电机纹波情况，转速滤波时间常数，转速环小时间常数，按小时间常数近似处理，取。按跟随和抗干扰性能都较好的原则，取中频宽，则asr的超前时间常数为，这样可以得到转速环开环增益，于是，可得到asr的比例系数为。3.2.3检验近似条件因为转速环截止频率为：，电流环传递函数简化条件为：，满足简化条件。转速环小时间常数近似处理条件为：，满足近似条件。3.2.4校核转速超调量时，1，不能满足设计要求，实际上，由于是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，asr饱和，不符合线性系统的前提，应该按asr退饱和的情况重新计算超调量。由得，当空载启动时

30、，负载系数，由此可得，满足设计要求。 通过以上计算可以得到转速调节器的传递函数为 3.3位置环的仿真模型设计按照传统的工程设计方法设计出随动控制系统的电流环和转速环，位置环为系统三闭环控制的最外环，下面尝试把转速环化简，从而再对转速环进行pi串联校正，得到的校正函数就是位置环的传递函数。为了方便表示，转速环内的传递函数分别用、代替，电机的电势系数，电流环和转速环的反馈系数分别用、代替。依据方框图一步一步化简。图3.3转速环方框图图3.4转速环简化方框图从转速环简化方框图中可以看出，化简的表达式会越来越繁琐，在进行pi串联校正时所得出的位置调节器传递函数表达式不一定是正确的。三环控制的位置随动系

31、统的电流环的控制对象就是双惯性环节，而电流环在转速环里，通过pi调节器串联校正可等效为一阶惯性环节，而转速环在位置环里通过pi调节器串联校正可等效为双惯性环节。可以理解为双惯性环节的被控对象经两次校正后还可等效为双惯性环节。由工程计算法得到系统的位置对象12正好是一个一阶积分环节，位置环的被控对象就是积分双惯性环节。因此可以根据工程计算法得到的位置调节器的模型为 4 系统仿真4.1对位置随动系统电流环进行仿真前面已经得到了电机模型的传递函数，pwm装置的传递函数和电流调节器的传递函数，电流环的反馈系数可以由工程经验所得。在matlab软件中的simulink模块中搭建电流环的模型，如图4.1所

32、示。图4.1电流环模型对电流环进行时域仿真，可以得到阶跃响应曲线，如图4.2所示。图4.2电流环的阶跃响应曲线从图4.2可以求得时域响应性能指标：超调量；峰值时间；调节时间。在阶跃响应测试中，达到了满意的响应。输出响应曲线有一个小的超调，随后都能实现稳定无差。4.2对位置随动系统转速环进行仿真前面已经对电流环进行仿真，转速环是在电流环外面的一个环，在控制算法设计中得到了转速环的传递函数。同电流环一样，转速环的反馈系数可以由工程经验所得。在matlab软件中的simulink模块中搭建电流环的模型，如图4.3所示。图4.3转速环模型对电流环进行时域仿真，可以得到阶跃响应曲线，如图4.4所示。图4

33、.4转速环的阶跃响应曲线从图4.4可以求得时域响应性能指标：超调量；峰值时间；调节时间。在阶跃响应测试中，达到了满意的响应。输出响应曲线有短时间的超调，随后都能实现稳定无差。4.3对位置随动系统进行仿真前面已经对电流环和转速环进行了仿真，转速环是在电流环外面的一个环，而位置环又是转速环外面的一个环，在控制算法设计中得到了位置环的传递函数。同电流环和转速环一样，位置环的反馈系数可以由工程经验所得。在matlab软件中的simulink模块中搭建整个位置随动系统的模型，如图4.5所示。图4.5三环位置随动系统模型对位置随动系统进行时域仿真，可以得到阶跃响应曲线，如图4.6所示。图4.6位置随动系统

34、的阶跃响应曲线从图4.6可以求得时域响应性能指标：超调量；峰值时间；调节时间。在阶跃响应测试中，系统达到了满意的响应。输出响应曲线有一个小的超调，随后都能实现稳定且无差。一般来说，调速系统的动态性能指标以抗扰性能为主，而随动系统的动态指标则以跟随性能为主，位置随动系统需要很强的跟随性能，下面将对本次设计的三环随动系统的动态性能进行验证。把输入信号改为锯齿波，可以得到下面的响应曲线。跟随曲线锯齿波图4.7位置随动系统跟随性能响应曲线从图4.7可以看到，在锯齿波输入测试中可以看出，位置调节到指定点作了一次较明显的波动，但其他时间给定与响应基本吻合，说明系统具有较好的跟随性能，因此能实现快速和高精度

35、的位置控制。总结本文主要研究了位置随动控制系统的组成和运行原理。为了使转速负反馈、电流负反馈和位置负反馈分别起作用，系统中设计了电流调节器acr、转速调节器asr和位置调节器apr。在控制方面采用的是传统的pid控制。为了获得良好的动、静态性能，acr采用pi调节器，asr采用pi调节器。apr位置环也采用pi调节器，在系统运行时要求达到足够高的位置控制精度、位置跟踪精度和足够快的跟踪速度。通过构建数学模型，使用matlab软件对这一控制方法进行仿真，考察控制系统的性能指标，并得到了满意的控制结果。通过设计过程，培养了分析问题和解决问题的能力，文献检索和自学能力，撰写论文的能力，提高外语阅读和

36、翻译水平。在设计过程中遇到了许多难题，其中最突出的部分就是一些参数的设定需要工程经验。由于实验条件和时间的限制，本文并没有在硬件方面开展工作，没有做出位置随动系统的实物模型。另外本文只采用了传统的pid控制，没有考虑其他的智能控制方法，如模糊自适应pid控制，自适应控制，神经网络控制，从实时性和模型的精确性的角度来分析这些复杂控制器实现的可行性，这还需要进一步验证。参考文献1陈伯时.电力拖动自动控制系统m.北京:机械工业出版社,2003.2王海英.控制系统的matlab仿真与设计m.北京:高等教育出版社,2009.3张崇巍,李汉强.运动控制系统m.武汉:武汉理工大学出版社,2002.4秦亮亮.

37、综合数字随动控制系统的实验设计与开发d.哈尔滨工程大学硕士学位论文.2008.5胡寿松.自动控制原理m.北京:国防工业出版社,1994.6黄忠霖.控制系统matlab计算及仿真m.北京:国防工业出版社,2004.7刘玉倩,刘春生.基于arm微处理器的随动系统实验平台开发d.南京航空航天大学硕士学位论文.2008.8尔桂花,窦曰轩.运动控制系统m.北京:清华大学出版社,2002.9阮毅,陈维均.运动控制系统m.北京:北京清华大学出版社,2006.10丛爽,李泽湘.实用运动控制技术m.北京:电子工业出版社,2006.11吴红星.电机驱动与控制集成电路及应用m.北京:中国电力出版社,2006.12刘启新.电机与拖动基础m.北京:中国电力出版社,2005.13刘煜,张科,李言俊.一种位置随动控制系统的建模与仿真研究j.弹箭与制导学报.2005,18(2):42-46.14周渊深.交直流调速系统与matlab仿真m.北京:中国电力出版社,2003.15王永兰,胡琳静,席东民.位置随动系统的设计及仿真研究j.仪器仪表学报.2009