自动控制原理-雷达天线伺服控制系统
2020年智慧树知道网课《自动控制原理(___)》课后章节测试满分答案

2020年智慧树知道网课《自动控制原理(___)》课后章节测试满分答案1.单选题:哪个家用电器属于闭环控制?A。
电视机B。
电子手表C。
冰箱D。
洗衣机答案:D。
洗衣机2.单选题:哪个系统属于闭环控制?A。
十字路口红绿灯系统B。
空调C。
无人售货机D。
数控机床答案:D。
数控机床3.判断题:开环控制方式简单,控制精度高。
答案:B。
对改写:开环控制方式简单,但控制精度较低。
4.判断题:只要有反馈通道,一定是闭环控制。
答案:B。
错改写:反馈通道是闭环控制的必要条件,但不是充分条件。
5.判断题:线性系统一定会满足叠加原理的。
答案:B。
对改写:线性系统满足叠加原理,但不是所有满足叠加原理的系统都是线性系统。
6.判断题:满足叠加原理的系统,一定是线性系统。
答案:B。
错改写:满足叠加原理的系统可能是线性系统,也可能是非线性系统。
7.判断题:复合控制方式是既有开环控制,又有闭环控制。
答案:B。
对8.多选题:电枢控制的直流电动机反馈控制系统属于哪种控制系统?A。
连续控制系统B。
恒值控制系统C。
线性定常系统D。
离散控制系统答案:A。
连续控制系统,C。
线性定常系统9.多选题:雷达天线控制系统属于哪种控制系统?A。
线性定常系统B。
随动控制系统C。
恒值控制系统D。
连续控制系统答案:A。
线性定常系统,B。
随动控制系统10.单选题:计算机控制系统属于哪种控制系统?A。
非线性控制系统B。
线性控制系统C。
离散控制系统D。
程序控制系统答案:C。
离散控制系统1.判断题:不同的物理系统可以是同一种环节,同一个物理系统也可能成为不同的环节,这是与描述它们动态特性的微分方程相对应的。
答案:B。
错改写:不同的物理系统可能包含相同的环节,同一个物理系统在不同的应用中可能扮演不同的角色,这是与描述它们动态特性的微分方程相对应的。
2.单选题:常见的典型环节有几种?A。
6B。
4C。
5D。
7答案:C。
53.判断题:在线性定常系统中,系统输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比,称为系统的传递函数。
雷达天线伺服控制系统要点

概述用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
又称随动系统。
在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。
伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。
位置随动系统的输入和输出信号都是位置量,且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。
位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。
随着工程技术的发展,出现了各种类型的位置随动系统。
由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,并成功应用在雷达天线。
伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。
此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。
通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。
因此可根据这个特征将它划分为两个类型,一类是模拟式随动系统,另一类是数字式随动系统。
本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。
系统的原理图如图1-1所示。
1 雷达天线伺服控制系统结构及工作原理图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图系统的结构组成从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统,用来实现雷达天线的跟踪控制,由以下几个部分组成:位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。
以上四部分是该系统的基本组成,在所采用的具体元件或装置上,可采用不同的位置检测器,直流或交流伺服机构等等。
现在对系统的组成进行分析:1、受控对象:雷达天线2、被控量:角位置m θ。
3、干扰:主要是负载变化(f 及L T )。
4、给定值:指令转角*m θ。
5、传感器:由电位器测量m θ、*m θ,并转化为U 、*U 。
自动控制原理教学大纲

自动控制原理教学大纲一、课程简介。
自动控制原理是控制科学与工程技术的基础课程,是现代自动控制领域的基础理论和方法。
本课程旨在使学生系统地学习自动控制领域的基本理论和方法,掌握自动控制系统的分析与设计技术,为学生进一步学习与研究自动控制领域的专业知识打下坚实的基础。
二、课程目标。
1. 理解自动控制系统的基本概念和基本原理;2. 掌握自动控制系统的数学建模方法;3. 掌握自动控制系统的分析与设计方法;4. 熟悉自动控制系统的常用控制器设计方法;5. 了解自动控制系统的先进控制方法。
三、课程内容。
1. 自动控制系统基本概念。
(1)自动控制系统的定义和基本组成;(2)自动控制系统的分类及特点;(3)自动控制系统的基本结构和工作原理。
2. 自动控制系统的数学建模。
(1)自动控制系统的数学描述;(2)自动控制系统的传递函数表示;(3)自动控制系统的状态空间表示。
3. 自动控制系统的分析方法。
(1)自动控制系统的时域分析方法;(2)自动控制系统的频域分析方法;(3)自动控制系统的根轨迹法和Nyquist法分析。
4. 自动控制系统的设计方法。
(1)自动控制系统的根据性能指标的设计方法;(2)自动控制系统的稳定性设计方法;(3)自动控制系统的鲁棒性设计方法。
5. 自动控制系统的控制器设计方法。
(1)自动控制系统的比例、积分、微分控制器设计;(2)自动控制系统的PID控制器设计;(3)自动控制系统的先进控制器设计。
四、教学方法。
1. 采用理论教学与实践教学相结合的教学方法;2. 通过案例分析和实例演示,加深学生对自动控制原理的理解;3. 开展实验教学,培养学生实际动手能力;4. 鼓励学生参与讨论,提高学生的分析和解决问题的能力。
五、教学评估。
1. 平时成绩占30%,主要包括课堂作业、实验报告等;2. 期中考试占30%,主要考察学生对基本理论和方法的掌握程度;3. 期末考试占40%,主要考察学生对整个课程内容的全面掌握程度。
自动控制原理-第8章 非线性控制系统教案

8 非线性控制系统前面几章讨论的均为线性系统的分析和设计方法,然而,对于非线性程度比较严重的系统,不满足小偏差线性化的条件,则只有用非线性系统理论进行分析。
本章主要讨论本质非线性系统,研究其基本特性和一般分析方法。
8.1非线性控制系统概述在物理世界中,理想的线性系统并不存在。
严格来讲,所有的控制系统都是非线性系统。
例如,由电子线路组成的放大元件,会在输出信号超过一定值后出现饱和现象。
当由电动机作为执行元件时,由于摩擦力矩和负载力矩的存在,只有在电枢电压达到一定值的时候,电动机才会转动,存在死区。
实际上,所有的物理元件都具有非线性特性。
如果一个控制系统包含一个或一个以上具有非线性特性的元件,则称这种系统为非线性系统,非线性系统的特性不能由微分方程来描述。
图8-1所示的伺服电机控制特性就是一种非线性特性,图中横坐标u 为电机的控制电压,纵坐标ω为电机的输出转速,如果伺服电动机工作在A 1OA 2区段,则伺服电机的控制电压与输出转速的关系近似为线性,因此可以把伺服电动机作为线性元件来处理。
但如果电动机的工作区间在B 1OB 2区段.那么就不能把伺服电动机再作为线性元件来处理,因为其静特性具有明显的非线性。
图8-1 伺服电动机特性8.1.1控制系统中的典型非线性特性组成实际控制系统的环节总是在一定程度上带有非线性。
例如,作为放大元件的晶体管放大器,由于它们的组成元件(如晶体管、铁心等)都有一个线性工作范围,超出这个范围,放大器就会出现饱和现象;执行元件例如电动机,总是存在摩擦力矩和负载力矩,因此只有当输入电压达到一定数值时,电动机才会转动,即存在不灵敏区,同时,当输入电压超过一定数值时,由于磁性材料的非线性,电动机的输出转矩会出现饱和;各种传动机构由于机械加工和装配上的缺陷,在传动过程中总存在着间隙,等等。
实际控制系统总是或多或少地存在着非线性因素,所谓线性系统只是在忽略了非线性因素或在一定条件下进行了线性化处理后的理想模型。
雷达天线及伺服系统

3.2 天线的分类
• 按工作性质: • 发射天线;接收天线
• 按波长: • 长波天线;中波天线;短波天线;微波天 线等
• 按天线原理: • 线天线;面天线
• 按波束扫描: • 机械扫描;电扫描(相控阵天线)
二、面天线
• 旋转抛物面天线 • 卡塞格伦(Cassegrain)天线
1、旋转抛物面天线
旋转抛物面天线是在通信、 雷达和射电天文等 系统中广泛使用的一种天线, 它是由两部分组成的,
其一:抛物线绕其焦轴旋转而成的抛物反射面, 反射 面一般采用导电性能良好的金属或在其它材料上敷以 金属层制成;
其二:置于抛物面焦点处的馈源(也称照射器)2
λ=波长; A=天线的实际面积; ρe=天线的口 径效率
3.3.5 天线的阻抗
• 天线输入阻抗:Zm=Rm+j*Xm, • 实部:电阻,功率损耗 • 虚部:阻抗,储存功率
• 天线的输入阻抗与发射机的内阻匹配时,可 得到最大输出功率;同理,接收时,接收机 可从天线获得最大输出。
The Cassegrain Antenna
• Advantages • The feed radiator is more easily supported and the antenna is geometrically compact. • It provides minimum losses as the receiver can be mounted directly near the horn.
馈源把高频导波能量转变成电磁波能量并投向抛物反 射面, 而抛物反射面将馈源投射过来的球面波沿抛物 面的轴向反射出去, 从而获得很强的方向性。
自动控制原理伺服系统知识点总结

自动控制原理伺服系统知识点总结自动控制原理中的伺服系统是一种常见而重要的控制系统,广泛应用于工业控制、机械运动控制以及航空航天等领域。
本文将对伺服系统的基本概念、结构和运作原理进行总结,希望能够帮助读者对伺服系统有更加清晰的了解。
一、基本概念伺服系统是一种能够接受输入信号并对其进行控制输出的系统。
它由控制器、执行机构和反馈装置组成。
其中,控制器用于根据输入信号生成控制指令,执行机构负责根据控制指令产生运动,而反馈装置则用于获取系统的输出信息,并将其与输入信号进行比较,实现闭环控制。
二、结构伺服系统的基本结构包括传感器、控制器、执行器和负载。
传感器用于测量系统的输出变量,并将其转化为电信号。
控制器接收传感器的信号,经过运算后生成控制信号,并将其送往执行器。
执行器根据控制信号产生相应的输出力或扭矩,作用于负载上,使其发生所需的运动。
三、运作原理伺服系统的运作原理涉及到反馈控制和误差校正两个方面。
当输入信号经过控制器处理后,由执行器产生的输出会引起系统输出变量的变化。
此时,反馈装置会将实际输出信息与期望输出进行比较,并计算出误差信号。
控制器根据误差信号进行调整,通过对执行机构施加合适的控制力或扭矩,使得系统输出逐渐趋近于期望输出。
这个过程是一个不断校正误差的闭环反馈控制过程。
四、常见的伺服系统类型1. 位置伺服系统:通过控制执行机构的位置来实现对负载位置的控制,常见的应用包括数控机床和机械臂等。
2. 速度伺服系统:通过控制执行机构的速度来实现对负载速度的控制,常见的应用包括汽车巡航控制和搬运机械等。
3. 力/扭矩伺服系统:通过控制执行机构施加的力或扭矩来实现对负载的控制,常见的应用包括机器人抓取和飞行器控制等。
五、伺服系统的性能指标伺服系统的性能指标通常包括稳定性、精度和动态响应速度等。
稳定性指系统在受到外部扰动时,是否能够快速恢复到期望状态。
精度指系统输出与期望输出之间的偏差大小。
动态响应速度指系统输出达到稳定状态所需要的时间。
自动控制原理课程设计-雷达天线伺服控制系统要点

雷达位置伺服系统校正班级: 0xx班学号: xx姓名: xx指导老师: x老师—2011.12雷达位置伺服系统校正一、雷达天线伺服控制系统(一) 概述用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。
又称随动系统。
在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。
伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。
位置随动系统的输入和输出信号都是位置量,且指令位置是随机变化的,并要求输出位置能够朝着减小直至消除位置偏差的方向,及时准确地跟随指令位置的变化。
位置指令与被控量可以是直线位移或角位移。
随着工程技术的发展,出现了各种类型的位置随动系统。
由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,并成功应用在雷达天线。
伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。
此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。
通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。
因此可根据这个特征将它划分为两个类型,一类是模拟式随动系统,另一类是数字式随动系统。
本设计——雷达天线伺服控制系统实际上就是随动系统在雷达天线上的应用。
系统的原理图如图1-1所示。
图1-1 雷达天线伺服控制系统原理图(二) 系统的组成从图1-1可以看出本系统是一个电位器式位置随动系统,用来实现雷达天线的跟踪控制,由以下几个部分组成:位置检测器、电压比较放大器、执行机构。
以上部分是该系统的基本组成,在所采用的具体元件或装置上,可采用不同的位置检测器,直流或交流伺服机构等等。
现在对系统的组成进行分析: 1、受控对象:雷达天线; 2、被测量:角位置m θ;3、给定值:指令转角*m θ;4、传感器:由电位器测量m θ,并转化为U ;5、控制器:放大器,比例控制;6、执行器:直流电动机及减速箱。
自动控制原理(山东大学)智慧树知到答案2024年山东大学

自动控制原理(山东大学)山东大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.下列家用电器哪个属于闭环控制?()A:洗衣机 B:冰箱 C:电子手表 D:电视机答案:B2.下列系统哪个属于闭环控制?()A:无人售货机 B:十字路口红绿灯系统 C:数控机床 D:空调答案:D3.开环控制方式简单,控制精度高。
A:错 B:对答案:A4.只要有反馈通道,一定是闭环控制。
A:对 B:错答案:A5.线性系统一定会满足叠加原理的。
A:对 B:错答案:A6.满足叠加原理的系统,一定是线性系统。
A:错 B:对答案:B7.复合控制方式是既有开环控制,又有闭环控制。
A:错 B:对答案:B8.电枢控制的直流电动机反馈控制系统是属于()。
A:恒值控制系统 B:离散控制系统 C:连续控制系统 D:线性定常系统答案:ACD9.雷达天线控制系统是属于()。
A:连续控制系统 B:恒值控制系统 C:随动控制系统 D:线性定常系统答案:ACD10.计算机控制系统是属于()。
A:程序控制系统 B:离散控制系统 C:非线性控制系统 D:线性控制系统答案:B第二章测试1.不同的物理系统,可以是同一种环节,同一个物理系统也可能成为不同的环节,这是与描述他们动态特性的微分方程相对应的。
A:错 B:对答案:B2.常见的典型环节有几种?A:4 B:5 C:7 D:6答案:D3.在线性定常系统中,系统输出的拉普拉斯变换与输入的拉普拉斯变换之比,称为系统的传递函数。
A:对 B:错答案:B4.物理系统线性微分方程一般表示形式中,方程左端导数阶次都输入的阶次。
A:高于 B:低于或等于 C:低于 D:高于或等于答案:D5.传递函数描述系统本身属性,与输入量的关系是:A:与输入量的大小无关,与输入量的类型有关。
B:与输入量的大小有关,与输入量的类型无关。
C:与输入量的大小和类型均有关 D:与输入量的大小和类型均无关答案:C6.传递函数表示成零极点表达式时,其中的传递系数又叫根轨迹增益。
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自动控制理论课程设计设计题目雷达天线伺服控制系统姓名学号专业班级指导教师设计时间目录第一章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2课题研究的目的 (1)1.3课题研究的主要内容 (2)第二章系统的总体设计 (3)2.1系统的组成图 (3)2.2控制系统的结构图 (3)2.3系统的简化方框图及简单计算 (4)2.4系统的动态分析 (6)第三章系统的根轨迹和伯德图 (7)3.1系统的根轨迹图及分析 (7)3.2系统的Bode图及分析 (8)第四章校正设计 (10)4.2校正后的根轨迹图及分析 (12)4.2校正后的Bode图及分析 (13)第五章总结 (15)参考文献 (16)第一章绪论1.1课题背景及意义雷达天线伺服控制系统是用来控制天线,使之准确地自动跟踪空中目标的方向,也就是要使目标总是处于天线轴线的方向上的,用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,又称随动系统,主要解决位置跟随系统的控制问题。
在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度,加速度的反馈控制系统,并要求具有足够的控制精度。
其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入地位移(或转角)。
伺服系统的结构组成和其他形式反馈控制系统没有原则上的区别,它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。
雷达天线伺服控制系统,可以准确确定障碍物的位置。
利用雷达天线伺服控制系统可以探测飞机、舰艇、导弹以及其他军事目标,信息处理、数字处理,收集、综合地面运动目标和固定目标的情报及图像,还可以探测低空飞行的威胁,为用户提供包含面广的威胁画面。
对空搜索、边搜索边测距、空地测距、自动检测;除了军事用途外,雷达在交通运输上可以用来为飞机、船只导航;在天文学上可以用来研究星体;在气象上可以用来探测台风,雷雨,乌云等等。
雷达天线伺服控制系统的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。
然而雷达天线伺服控制系统在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
1.2课题研究的目的雷达天线伺服控制系统的设计目的是通过采取各种控制策略,快速,准确,稳定,可靠地跟踪目标,使天线伺服系统的天线座驾的机械轴随控制指令运动,并能使天线的电轴始终对准目标,完成各项任务,并确保天线伺服系统安全,可靠,长期,稳定地工作。
利用电磁波探测目标的电子设备,发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。
而在我们设计的伺服控制系统中,天线的转动要求伺服控制系统快速无超调进行大角度调转,定位精度高,而且伺服系统要具有多种快速扫描方式:水平扫描,垂直扫描以及快速定位等。
这些都将对伺服系统的环路设计提出更高的要求。
因此,就需要我们设计一个要求更高,快速,准确进行跟踪的雷达跟随系统。
1.3课题研究的主要内容(1)分析雷达天线控制系统的工作原理;(2)给出雷达天线控制系统的组成框图;(3)建立各个组成部分的数学模型;(4)根据数学模型计算出系统的传递函数;(5)画出系统的根轨迹图和Bode图,并对系统进行仿真验证,分析系统的性能指标;(6)校正并画出校正后的根轨迹图和Bode图。
并对系统进行仿真验证。
第二章 系统的总体设计2.1系统的组成图雷达天线伺服控制系统由两个放大器,可逆功率放大器,电动机,雷达天线和位置检测等元件组成,雷达天线伺服控制系统组成图如图2.1所示图2.1 雷达天线伺服控制系统组成图2.2控制系统的结构图由图2.1所示当两个电位器1RP 和2RP 的转轴位置一样时,给定角 1m θ与反馈角 2m θ相等,所以给定角差 021=-m m θθ,电位器输出电压 21U U =,电压放大器的输出 3U ,可逆放大器的输出电压0=d U ,电动机的转速0=n ,系统处于静止状态。
当转动手轮,使给定角 1m θ 增大。
只要 021>-m m θθ,电动机转速0>n ,经减速器带动雷达天线转动,雷达天线机构带动电位器2RP 的转轴,是2m θ也增大。
只要12m m θθ<,电动机就带动雷达天线朝着缩小的偏差的方向运动没有当 12m m θθ= ,偏差角为0 ,系统才会停止运动而处在新的稳定状态。
如给定角减小,则系统运动方向和上述相反,雷达天线伺服控制系统组成框图如2.2所示。
图2.2 雷达天线伺服控制系统组成框图2.3系统的简化方框图及简单计算雷达天线伺服控制系统系统方框图如图2.3所示图2.3 雷达天线伺服控制系统系统方框图其中()R s 就是*m ()s θ,()C s 就是m ()s θ,g 1/K i =。
将方框图进行化简处理,可得系统的开环传递函数其中K 为开环增益,m T 为直流伺服电动机的时间常数。
m *m m ()()()()()(1)s C s K G s R s s s T s θθ===+ (2-1)其中0ct d 1g K K K K K K =。
简化后的系统方框图如图2.4所示图2.4 系统简化方框图从实际考虑,我们知道雷达天线伺服控制系统的性能应该是响应速度尽可能快,即调节时间尽可能小,超调量尽可能小。
本系统的设计要求是系统通过校正设计后的单位阶跃响应无超调,且调节时间s 0.5t s ≤。
因系统的开环传递函数为m ()(1)K G s s T s =+ (2-2)选取m 0.1T s =的直流伺服电动机作为执行机构。
由开环传递函数求得系统的闭环传递函数2/()()11()m m m K T G s s KG s s s T T Φ==+++ (2-3)由上式可以得到闭环特征方程为210m m K s s T T ++= 这是一个二阶系统,在没有校正设计前,取系统的阻尼比为0.5ζ=,代入m 0.1T =,由二阶系统的标准形式有1210n mT ζω== 210n mK K T ω== 计算得到10rad /s n ω=。
系统的开环增益为210(rad /s)K =系统的开环传递函数为m 10()(1)(0.11)K G s s T s s s ==++ (2-4)这可以用系统的参数方框图表示,如图2.5所示图2.5 系统参数方框图可以看出1ν=,是一型系统。
静态位置误差系数0lim ()()p s K G s H s →==∞得到系统在阶跃输入作用下的稳态误差01101lim ()()1ss p s e G s H s K →===++ (2-5)2.4系统的动态分析对本系统而言,在没有校正设计时,0.5ζ=,可知系统是欠阻尼二阶系统。
动态分析具体而言就是确定系统的动态性能指标。
因cos ζβ=,于是求得阻尼角为arccos arccos0.5/3βζπ===而阻尼振荡频率为8.66(rad/s)d ωω== (2-6)对欠阻尼二阶系统各性能指标进行近似计算,可得1、延迟时间d t :10.710.70.50.13510d n t ζω++⨯=== (2-7)2、上升时间r t :/30.24()8.66r d t s πβππω--=== (2-8)3、调节时间s t :3.53.50.7()0.510s n t s ζω===⨯ (2-9)4、超调量%σ:%100%16.3%e πζσ-=⨯= (2-10) 由这些计算出的动态性能指标可以知道,系统并没有达到设计要求,超调量%16.3%0σ=>,调节时间0.70.5s t =>。
第三章 系统的根轨迹和伯德图3.1系统的根轨迹图及分析)11.0(10)(+=S S S G 则 (1)开环传递函数为① 零极点为P1=0,P2=-10,其都止于无穷远处。
② 根轨迹对称于实轴且连续变化。
③ 实轴上的根轨迹在[-10,0]范围内。
④ 渐近线为δ=-5,2πϑ=a 。
⑤ 分离点与会合点为S=5。
⑥ 则根轨迹如图3.1所示图3.1 根轨迹图(2)系统的根轨迹仿真图如图3.2所示。
仿真的根轨迹程序:>>num =[0,10];>>den = conv([1,0],[0.1,1]);>>axis([-15,2,-10,10]); >>rlocus(num,den)3.2系统的根轨迹仿真图3.2系统的Bode 图及分析(1) 此为一型二阶系统经过(1,20)这一点,由T K 1≤,则10==K Wc ,而),范围在(180-90-)(w θ。
画出Bode 图如图3.3所示图3.3 Bode 图(2)系统bode 图的仿真如图3.4所示仿真的伯德图的程序:>> num =[0,10];>> den = conv([1,0],[0.1,1]); >> bode(num,den)图3. 4 系统Bode 图的仿真由图3.4,可得上升时间 s t r 243.0=调节时间 s t s 664,0=超调量 %3.16%=σ相角裕量 %52=r由部分性能指标可以知道,系统并没有达到社会要求,超调量0%3.16%>=σ,调节时间5.0664.0>=s t ,为了设计要求必须校正。
第四章 校正设计本系统的校正设计采用反馈校正。
反馈校正是目前广泛应用的一种校正方式,反馈校正的基本原理是:用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节,形成一个局部反馈回路(内回路),在局部反馈回路的开环幅值远大于1的条件下,局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置,而与被包围部分无关;适当选择校正装置的形式和参数,可以使系统的性能满足给定指标的要求。
本系统采用直流测速发电机作为校正装置,即采用测速反馈控制来实现校正。
直流测速发电机的传递函数为t ()()()U s G s K s ==Ω (4-1)或 t ()()()U s G s K s s θ== 将该校正环节加到原系统中,可以得到校正后的系统方框图,如图4.1所示图4.1 校正后雷达天线伺服控制系统方框图画简后得到图4.2图4.2 校正后系统方框图由图4.2得到校正后的开环传递函数m 10()(1)(0.1110)t t K G s s T s KK s s K ==++++ 进一步得到校正后的系统的闭环特征方程2(10100)1000t s K s +++=其中t K 为与测速发电机输出斜率有关的测速反馈系数,校正设计的主要目的就是确定反馈系数,以达到整个系统的设计要求。
前面已经提到系统的设计要求是通过校正设计后系统的单位阶跃响应无超调,且调节时间s 0.5t s ≤。
我们知道对于二阶系统要想无超调量,则校正后阻尼比1t ζ≥。