一类位置随动系统的滞后校正

计计号：一类位置随动系统的滞后校正学院自动化学院班级1003班姓名申廷进指导教师 刘志立2013 年 01 月 16 日1003 :0K

3,kt

0.16.sΩHJ=0.062N.m.s2，,Cm=0.42N.m/A,f=0.18N.m.s,i=10 。1出各部分传递函数画出结构并出闭环传递函数；2出开环并装使得相角裕度10。3Matlab前行仿真分析较时域响应曲线有何区别并因。、查阅相关资料1分析、算3编写序1撰写报告2论文答辩0.5指导教师签名： 年 月 日系主或责教师签名： 年 月 录系统原知识 2位置随动系统原图 2系统的电路分析 2自整角机说明 2功率放器 3两相伺服电动机 4减速器 5测速发电机 5各元部件传递函数 6位置随动系统的结构框图及其信号流图 6传递函数的相关计算 7对系统开环传递函数的分析进行matlab仿真 8加入滞后校正装置后对系统的分析 10滞后网络进行串联校正的基本原10滞后网络的传递函数 10行Matlab校正前后系统进行比较 11总结体会 13参考文献 15PAGEPAGE3要,、速度或者加速度因此同义语。,有类,它的参考入不时间的解析函数,如何变化事先并不知道(的任务各情况下保证以定精度跟着参考入的变化而变化。滞后校正PI器的高频幅值特性，使已校正截止获得足够的相裕角滞后角应力求避免发截止频率求不高而性求高的情况常传递结构图；等本次研究改善曲线区别。：一类位置随动系统的滞后校正1 .1 位置随动系统原理图

1-11-11-1RrRcRcRcUc当Δ动ΔU=0电。系统的电路分析整角指是利整步特性将转角交流或转角转角感整按途分为力矩和(变压于同步指示元件。与指令轴相连是发送与输出轴相连是接收。整结构图可1-21-2整逻辑结构整时域方如（1-1）u(t)K

((t)(t))K

(t) 1 2

(1-1)零初始条件下对上求拉普拉斯变换可求得递函数为（1-2）G(s)

U(s) K(s)

(1-2)根据题条件已知K 3故此环节为比例环节所以G(s)3；功率放大器U(S)1KaU(S)a功率放是输出压与输入压成正比它输入阻抗很输出阻抗小特1电U(S)1KaU(S)a其递函数如（1-3）

1-3U (S)G(s)

a KU(S) 1

(1-3)由已知条件得Ka

；G(s)40；两相伺服电动机U(t)L

di(t)a

R

(t)

(t)a a

aa aiEa

(tCe

/

ECa e/s。

(t)M(t)Ci

(t)m maC 机矩NmmNm。机轴上有

AMm

(t)矩mJ fm

(t)m

m m mJ gm

机和负载折合到机轴上fmNm/

/s

M(Nm)cLapalace变换得到：U(s)sLi(s)Ri(s)

(s)

EC

M (s)C

(s)a aa aa

a e

m masJfMmm mm m该块输入Ua

输出

(s又因s过上各消m去无关变量得到：Cm mU(s)

R(sJ

f)]a me a m mL太在实际应用忽略不故得：aC CmmG(s)mm

s[CCR(sJf)]s[RJsCCRf]me a m m am me amR 7.5a

L 14.25mHa

J N.m.s2m

C Ce

0.42Nm/A,fNms,LaG(s)

0.420.465s21.5264suuaCJsCCRf]mmam me am1-4减速器1-5(s)1i (s)o1-55OG(s)O

(s)1(s) i

）0测速发电机1-6

G(s)0.1(S)KtU(S)t1-6(S)G(S) Ks4 U(S) t

）

Kt

G(s)0.164件传递函数

(s)

U(s) K(s) 11

(s)

U (S)a KU(S) a122

(s)

(s) km m3 u (s) s(Tsa mT

R

(R

C

;m a m a m m eK C (R f C

m m a m m eG

(S)

(S)Ks4）

U(S) tt (s) 15O5G(s)5O

(s) i位置随动系统的结构框图及其信号流图u1ku1kkaksmm1i2m—2k st1-71-8G,G 40G 42

0.16s，1 2G 0.1:5

3 0.465s

1.5264s 4(s) 1--G4-1

G G G1 2

(s) G5

(s)c1-8传递函数的相关计算GGGGG 1 2 3 5

(1-6)1GGG2 3 4K aki tGGGG 1 2 3 5

7）1GGG2 3 4

GGGG1 2 3 5tf()feedback()、；matlab代码如下：num=[3*40*0.42*0.1];den=[0.465,1.5264+40*0.42*0.16,0];u) 出sys=feedback(s1,1) %feedback()出序运行结果：ru5.040.465s^2+4.214sru5.040.465s^2+4.214s+5.04matlab的角。margin(sys)其sys为系统的开环传递。代码如下：figure1=figure('color',[111]); %去除图形底色margin(s1); 和度gridon;MATLAB运行结果如图1-9所示由图1-9知:校正前，截止c为。

/s；

82.5step(sys);仿真结果，系统阶跃曲线如图1-10所示1-9域特性曲线图1-10系统阶跃响应曲线《自动控制原》课程设计说明书PAGEPAGE10串联基本原理10度1Gc

(s)

1Ts传递函数下：H(s

5.040.465s24.214s('')

；

('')

(')

('')c c c c c其中，

()c

82.5+1092.5；一般取(6c1求得：

c

(''C

0； bT

''C得出 b=0.49;T=-15滞后网络的传递函数：Gc所以，校正后的开环传递函数为：

(s)11Ts

1115sG(s)

5.04

1-7.35s

37.06s5.040.465s24.214s

1-15s

6.98s362.78s24.214sMatlab程序如下：figure1=figure('color',[111]); %num=[-37.06,5.04];den=[-6.98,-62.78,4.214,0];s1=tf(num,den);margin(s1); %调用margin()函数，求校正前系统的相角裕度和幅值裕度gridoff;运行的结果如2-1图所示：21 c。

0.596

/s

92.7

前后系统进行比较c

1.19

/s

82.5。以

0.596/sc

92

提高了10.2符。图2-2系统校正前后伯德图。由于算误差离matlab算开环为：G(s)

5.040.465s24.214s

c

/s82.5。('')c

''；c('')

(')

('')c c c

()c

82.5+1092.5；一般取(6c求得：题。又根据

c

''c

个负所以导致校正出校了问20lgb)0c1 bT c出 T

1-0.136b

；把T带入Gc

(s)1bTs110.1361110.136110.136b得滞后网络传递函数：c则校正后传递函数：1110.136110.136b

(s)

37.06s5.04G(s)

0.465s

4.214s

3.419sb

30.99sb

0.465s

4.214sbbb取合适时校正后刚好增加10b=0.49时刚好增加10则出此时校正后传递函数。学会有仿真