磁盘驱动读取系统的分析设计

1、开环传函闭环传函Ka值，仿真闭环系统的阶跃响应，并进行分磁盘驱动读取系统的分析设计一、闭环系统的性能分析(1 )确定使闭环系统稳定的Ka的取值范围>> G仁 tf(5000,1,1000);>> G2=tf(1,co nv(1,0,1,20);>> G=series(G1,G2)Tran sfer fun ctio n:5000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s50000Kg3=飞2s3 1020s220000s50000KG3=飞s3 1020s220000s 50000K>> syms K den>> den=1 1

2、020 20000 5000*K;>> K=de n(2) *de n(3) /de n(1)/50004080有劳斯判据可得k的范围是0< K< 40802在上述取值范围内取较小和较大的两个 析K=100 时>> g=100*G g仁feedback©" C=dcga in( g1)Tran sfer fun ctio n:500000sA3 + 1020 sA2 + 20000 sTran sfer function:500000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 5000001c,t=step(g1);>&g

3、t; y,k=max(c);>> perce ntovershoot=100*(y-C)/C perce ntovershoot =21.6918>>t=setlli ngtime(g1) t = 0.3697K=1000 时>> g=1000*GTran sfer function:5e006sA3 + 1020 sA2 + 20000 s>> g2=feedback(g,1)5e006Editor - tXsenACEP'-DocumertXMA LAB'etllirgt me.mTran sfer function:调节时间

4、函数sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 5e006 >> c,t=step(g2);>> C=dcgai n( g2)C =1>> y,k=max(c)y =1.710911 >> perce ntovershoot=100*(y-C)/Cperce ntovershoot =71.0891t=setlli ngtime(g2)t =0.4989c(t ) c()超调量 % p100%21.6918%c()调节时间ts 0.3697(s)00,10-20.3040.50.60.7 O.S :09Time offset 0K=10

5、00 时超调量 % c(tp) c()100%71.0891%c()调节时间ts 0.4989 (s)1.8(3)考察扰动信号为单位阶跃时，上述两个Ka取值情况下，系统的抗干扰能力，并进行分析>> g2=tf(1,co nv(1 0,1 20)Tran sfer function:1 sA2 + 20 s>> g1=tf(5000,1 1000)Tran sfer function:5000 s + 1000>> syms k>> g3=feedback(g2,g1,1)Tran sfer function:s + 1000sA3 + 1020

6、sA2 + 20000 s - 5000 >> g3=feedback(g2,-g1,1)Tran sfer function:s + 1000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 5000>> g4=-g3Tran sfer function:-s - 1000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 5000扰动输入的传递函数D ss 100032Y s s 1020s 20000s 5000Ka当K=100时>> g=tf(-1 -1000,1 1020 20000 500000)Tran sfer function:-s

7、- 1000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 500000>> c,t=step(g);>> y,k=mi n(c)y =-0.0024k =15c (t) = 2.4*10-3 (s)当K=1000时>> g=tf(-1 -1000,1 1020 20000 5000000)Tran sfer fun ctio n:-s - 1000sA3 + 1020 sA2 + 20000 s + 5e006 >> c,t=step(g);>> y,k=mi n(c)y =-3.4308e-004k =11c (t) = 0

8、.34*10-3 (s)4Time offset 0(4)针对如下的性能指标要求，折中选取一个适宜的Ka值性能掛标预期值MUft小于5%调节时间小于250 ms对单位阶欣干扰的最大响应值小于5 X KT取 Ka=100、速度反应系统的性能分析£Y(s)(1)运用第3章中所学的劳斯判据，确定要使闭环系统稳定,Ka和K1应如何选取?YraMjong ；Ga m TKa=100，K1=0.03(2)针对你选取的 Ka和K1，仿真闭环系统的阶跃响应，并计算超调量、调节时间和 对单位阶跃扰动的最大响应值。>> g仁 tf(5000,1 1000)Tran sfer fun ctio

9、 n:5000 s + 1000>> g2=tf(1,1 20)Tran sfer function:1s + 20>> g3=tf(1,1 20)Tran sfer function:1 s + 20>> g0=feedback(g3*feedback(100*g1*g2,0.03,-1),1)Tran sfer function:500000sA3 + 1020 sA2 + 35000 s + 500000 >> t=setlli ngtime(g0) t =0.2300121k0.60.50.6_L_0.B0.9>>>&g

10、t;c,t=step(g0);C=dcgai n(g0)C =>> y,k=max(c) y =1.020638>> perce ntovershoot=100*(y-C)/C perce ntovershoot =2.0650超调量 % C(tp) C()100%2.0650%c()调节时间ts 0.2300 (s)3>> g10=-feedback(g2*g3,-g1*100*(0.03*1/g3+1),1)Tran sfer function:-s - 1000 扰动输入传递函数sA3 + 1020 sA2 + 35000 s + 500000>

11、> step(g10)>> c,t=step(g10);>> y,k=max(c)y =0k =1>> y,k=mi n(c)y =-0.0020k =38对单位阶跃扰动的最大响应值：c (t) = 2.0*10-3 (s)。干扰三、PD控制器的性能分析 一一根轨迹法预SD(s)载荷1 s(Js b)头位置利用根轨迹图，分析 K3的变化对系统性能指标的影响，选取能够满足以下指标要求的K3值 >> G3=series(G,tf(1 1,1)Tran sfer function:5000 s + 5000 sA3 + 1020 sA2 + 20000 s>> rlocus(G3)Root Ldcls>*z-101o _Do-6QD400-ZOOReal AxisK3=14 时