运控设计
基于Python的运动控制算法设计与实现

基于Python的运动控制算法设计与实现运动控制算法是现代工业自动化领域中的重要组成部分,它涉及到机器人、数控设备、自动化生产线等各种设备的运动控制和路径规划。
Python作为一种功能强大且易于学习的编程语言,被广泛应用于各种领域,包括运动控制算法的设计与实现。
本文将介绍基于Python 的运动控制算法设计与实现的相关内容,包括算法原理、代码实现和应用案例。
1. 运动控制算法概述运动控制算法主要包括轨迹规划、速度规划、位置控制等内容。
在工业自动化领域,通常需要将机器人或设备移动到指定位置,并保证其在运动过程中的平稳性和精准度。
因此,设计高效稳定的运动控制算法对于提高生产效率和产品质量至关重要。
2. Python在运动控制中的优势Python作为一种高级编程语言,具有简洁易读、丰富的库支持和强大的生态系统等优势,在运动控制算法的设计与实现中具有以下特点:易学易用:Python语法简洁清晰,适合初学者快速上手。
丰富的库支持:Python拥有大量优秀的第三方库,如NumPy、SciPy等,可以方便地进行数值计算和科学计算。
跨平台性:Python可以在多个操作系统上运行,适用于不同硬件环境。
开源社区:Python拥有庞大的开源社区支持,可以获取到丰富的资源和解决方案。
3. 运动控制算法设计3.1 轨迹规划轨迹规划是指在给定起始点和目标点的情况下,确定机器人或设备的移动路径。
常见的轨迹规划算法包括最短路径规划、样条插值等。
在Python中,可以利用数值计算库如NumPy进行轨迹规划算法的设计。
3.2 速度规划速度规划是指根据轨迹规划结果,确定机器人或设备在移动过程中的速度曲线。
常见的速度规划算法包括三次多项式插值、S曲线插值等。
在Python中,可以通过数值计算库实现速度规划算法,并结合PID控制器进行速度闭环控制。
3.3 位置控制位置控制是指根据速度曲线和位置反馈信息,调节机器人或设备的位置以达到目标位置。
运动控制教学设计方案

一、教学目标1. 让学生了解运动控制的基本概念、原理和方法。
2. 培养学生运用运动控制理论分析和解决实际问题的能力。
3. 提高学生的体育素养,增强体质,培养良好的运动习惯。
二、教学内容1. 运动控制的基本概念、原理和方法2. 运动控制的应用领域3. 运动控制技术在实际运动中的运用三、教学过程1. 导入新课教师简要介绍运动控制的概念,引导学生思考运动控制的重要性,激发学生的学习兴趣。
2. 讲解运动控制的基本原理教师详细讲解运动控制的基本原理,包括运动控制系统的组成、运动控制过程、运动控制规律等。
3. 运动控制技术的讲解与示范教师选取具有代表性的运动控制技术,如跑步、跳跃、投掷等,进行详细讲解和示范,使学生掌握运动控制技术的要领。
4. 学生练习与指导教师组织学生进行运动控制技术的练习,巡回指导,纠正错误动作,确保学生掌握正确的运动控制方法。
5. 运动控制技术应用案例分析教师选取具有代表性的运动控制技术应用案例,如运动康复、运动训练等,分析案例中运动控制技术的运用,提高学生的实际应用能力。
6. 总结与反思教师总结本节课所学内容,引导学生反思运动控制技术在体育领域的应用,激发学生对运动控制知识的深入探索。
四、教学评价1. 学生对运动控制基本概念、原理和方法的掌握程度。
2. 学生在运动控制技术练习中的表现,包括动作的正确性、协调性、灵活性等。
3. 学生在案例分析中的思考深度和实际应用能力。
五、教学资源1. 教材:《运动控制学》2. 教学课件:运动控制基本原理、技术应用案例等3. 实物教具:运动器材、运动场地等4. 网络资源:相关教学视频、文献资料等六、教学反思在教学过程中,教师应关注学生的个体差异,因材施教。
针对不同层次的学生,调整教学策略,提高教学质量。
同时,教师应不断更新教学内容,紧跟体育领域的发展趋势,为学生提供丰富的学习资源。
通过本课程的学习,使学生掌握运动控制知识,提高自身运动能力,为今后的学习和生活奠定坚实基础。
运动控制技术及应用设计

运动控制技术及应用设计运动控制技术是一种能够控制运动参数、速度、角度、轨迹等的技术,广泛应用于工业、机械、航空、医疗、电子以及体育等领域。
运动控制系统主要包括传感器、控制器、执行器和运动控制算法等四个部分。
下面将结合工业机械应用设计实例,具体介绍运动控制技术及其应用设计。
一、运动控制技术详解1. 传感器传感器是运动控制系统中的输入信号设备,能够将机械设备的各种运动参数、状态等转换成电信号输出。
传感器种类繁多,常见的有位移传感器、角度传感器、加速度传感器、力传感器等。
通过传感器的采集,可以实时获取机械设备的运动参数,并将这些数据传输给控制器进行控制。
2. 控制器控制器是运动控制系统中的中央处理设备,负责接收并处理来自传感器的数据,根据预设的运动参数控制机械设备的运动状态。
控制器常见的类型有PLC(可编程逻辑控制器)、DSP(数字信号处理器)、FPGA(现场可编程门阵列)等。
控制器通过内部运动控制算法处理输入信号,输出控制指令,控制机械设备的运动。
3. 执行器执行器是运动控制系统中的输出信号设备,负责将控制器输出的控制指令转换成机械设备的运动状态。
执行器种类多样,常见的有电机、伺服电机、步进电机、液压/气动执行器等。
通过执行器的输出,可以精确控制机械设备的运动。
4. 运动控制算法运动控制算法是运动控制系统中的核心部分,负责控制机械设备运动的各种参数,如位置、速度、角度等,实现控制目标。
常见的运动控制算法包括比例积分微分(PID)控制算法、位置伺服控制算法、多轴插补控制算法等。
不同的运动控制算法适用于不同的机械设备及其运行状态,需要根据具体需求进行选择和优化。
二、工业机械应用设计实例以钣金切割机器人为例介绍运动控制技术及应用设计。
钣金切割机器人是一种能够自动完成钣金切割加工的工业机器人,通常需要通过运动控制技术进行控制。
具体实现过程如下:1. 采集数据借助位移传感器、角度传感器等传感器,采集切割机器人的各种运动参数,包括位置、速度、角度等。
运控课程设计个人总结

运控课程设计个人总结一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握运动控制系统的基础知识,包括运动控制系统的组成、原理及分类。
2. 使学生了解运动控制算法,如PID控制、模糊控制等,并理解其在实际应用中的优缺点。
3. 培养学生运用所学知识分析运动控制系统中存在的问题,并提出合理解决方案的能力。
技能目标:1. 培养学生运用编程软件(如Arduino、Scratch等)进行运动控制程序编写的能力。
2. 提高学生动手实践能力,能够独立搭建简单的运动控制系统并进行调试。
3. 培养学生团队协作能力,学会与他人共同分析问题、解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对运动控制系统及其应用的兴趣,激发学生探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,养成良好的实验习惯。
3. 增强学生的环保意识,关注运动控制技术在实际应用中对环境的影响。
本课程旨在帮助学生掌握运动控制系统的基础知识和技能,培养学生分析问题、解决问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识与实际应用相结合,提高学生的实践操作能力和团队协作能力。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,激发学生的探索精神和创新意识,为我国运动控制领域的发展输送高素质的人才。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. 运动控制系统概述:介绍运动控制系统的定义、分类、应用领域和发展趋势,使学生对该领域有一个整体的认识。
2. 运动控制系统组成及原理:详细讲解运动控制系统的各个组成部分,包括执行器、传感器、控制器等,并分析其工作原理。
3. 常见运动控制算法:介绍PID控制、模糊控制、神经网络控制等常见的运动控制算法,分析其优缺点及适用场景。
4. 运动控制编程实践:结合教材内容,运用Arduino、Scratch等编程软件,让学生动手编写简单的运动控制程序。
5. 运动控制系统设计与搭建:指导学生利用所学知识,搭建简单的运动控制系统,并进行调试。
6. 运动控制案例分析:分析实际应用中的运动控制案例,使学生了解运动控制技术在实际工程中的应用。
运动控制系统设计指南

运动控制系统设计指南English Answer:Introduction.Motion control systems are becoming increasingly prevalent in a wide range of industries, from manufacturing and robotics to medical devices and consumer electronics. These systems are responsible for controlling the motion of objects, such as motors, actuators, and robots, with high precision and accuracy.To design an effective motion control system, it is important to follow a systematic approach that takes into account the specific requirements of the application. This guide provides a step-by-step process for designing motion control systems, including:1. Define the system requirements.2. Select the appropriate components.3. Design the control system.4. Implement and test the system.1. Define the System Requirements.The first step in designing a motion control system is to define the system requirements. This includesidentifying the following:The desired motion profile (e.g., speed, acceleration, jerk)。
送料小车运行控制系统设计

送料小车运行控制系统设计一、引言小车运行控制系统是指对小车的运行进行控制和管理的系统。
它可以通过电子设备和软件控制小车的前进、后退、转弯等动作,并实现自动巡航、避障等功能。
本文将介绍设计一个小车运行控制系统的步骤和要点。
二、系统设计步骤1.确定需求:首先明确系统的需求和功能,如小车的速度、操控模式、避障能力等。
根据需求确定系统的基本架构和模块设计。
2. 硬件设计:根据需求选择合适的电子元件,如电机、传感器、控制器等。
对于电机,可以选择直流电机或步进电机,根据需要可以使用电机驱动器来控制电机的速度和方向。
对于传感器,可以选择红外线传感器、超声波传感器等来进行距离检测和避障控制。
控制器可以选择常见的单片机、Arduino等来实现控制逻辑。
3.软件设计:针对硬件设计进行相应的软件编写。
首先需要进行电机驱动程序的编写,设置电机的转速和方向。
然后编写传感器数据处理程序,检测距离和障碍物,并根据检测结果进行相应的控制命令的输出。
最后进行总体控制程序的编写,根据输入的信号进行小车的运行控制。
4.系统调试和优化:将编写好的软硬件进行调试和优化,确保系统的稳定性和可靠性。
通过测试系统在不同场景和条件下的性能和功能,对系统进行调整和优化。
三、要点设计1.电机控制:在电机的选择上,要根据系统的需求选择合适的电机类型和参数,如直流电机或步进电机。
在电机驱动程序的编写上,要实现电机的正转、反转和速度控制。
同时要考虑电机的功率和过载保护等功能。
2.传感器检测和避障:传感器的选择要根据系统的需求确定,如使用红外线传感器进行距离检测或使用超声波传感器进行障碍物检测等。
在传感器数据的处理上,要考虑信号的滤波和误差处理。
根据传感器数据的结果实现小车的避障功能。
3.控制逻辑:系统的控制逻辑是整个系统的核心。
在控制逻辑的设计上,需要考虑小车的运动模式和动作命令的执行顺序。
同时要考虑到系统的实时性和稳定性。
4.嵌入式系统设计:小车运行控制系统是一个典型的嵌入式系统,因此需要对系统进行嵌入式软件和硬件的设计和开发。
运动控制系统设计与实现

运动控制系统设计与实现随着工业自动化的发展,运动控制系统在控制技术方面的应用越来越广泛。
它不仅可以提高工作效率和品质,而且可以节约人力、物力和时间。
在各种应用方面,运动控制技术已成为现代自动化的关键技术之一。
一、运动控制系统概述运动控制系统是将运动控制程序运行在工业控制器上,通过对控制器输出的运动指令的控制,实现对运动物体的控制。
运动控制系统包括控制器、驱动器、电机、模块和传感器等部件组成。
其中,控制器是整个运动控制系统的核心,它通过与人机接口和外部设备的通信,接收、处理、输出指令来实现系统的功能。
驱动器是连接电机和控制器的中间部件,它起到控制电机转速和角度的作用。
电机是运动控制系统的执行部件,它转动从而实现控制目的。
模块可以增加系统的功能,如通信模块、模拟量模块、数字量模块等。
传感器可以对控制对象采集实时数据并反馈,实现对控制对象的准确定位、速度和加速度的控制。
二、运动控制系统设计流程1.需求分析在运动控制系统的设计中,首先需要进行的是需求分析。
需要了解用户的需求、物体的运动要求、工作环境以及其他相关因素,以确定运动控制系统的基本功能与性能指标。
2.技术方案选择针对需求分析结果,可以选择适合的运动控制器、驱动器、电机、模块和传感器等部件,确定运动控制系统的技术方案。
3.硬件电路设计根据运动控制系统的技术方案,设计出硬件电路,包括一些关键电路的原理图和PCB板图等。
硬件电路设计与实现是运动控制系统设计的重要环节。
4.软件程序设计软件程序设计是运动控制系统设计的另一重要环节。
根据确定的技术方案和硬件电路设计,编写程序源代码,通过编译、链接等步骤生成可执行的程序。
软件程序设计是实现运动控制系统功能的关键。
5.系统调试在运动控制系统的设计和实现过程中,系统调试是必不可少的,它包括硬件调试、软件调试、系统运行调试和参数优化等过程。
系统调试过程需要对系统每项性能指标进行检测、分析和调整,以达到优化系统性能的目的。
运动控制系统的设计与优化

运动控制系统的设计与优化随着工业生产的不断发展,运动控制系统的需求量也在逐渐增加。
运动控制系统是指对机器人、CNC、自动化等设备进行运动控制的一套系统,其功能在于控制设备的运动轨迹、速度和力度,以达到生产过程自动化和智能化的目的。
本文将着重探讨运动控制系统的设计与优化。
一、运动控制系统的设计1. 系统控制方式的选择运动控制系统的功能和性能很大程度上取决于所选择的控制方式。
常见的控制方式有开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指运动系统的输出只与输入有关,而没有考虑输出与输入之间的差距,这种控制方式具有简单、成本低等优点,但是其对控制精度要求不高;闭环控制是指其输出与输入之间通过传感器等控制系统进行反馈和比较,从而保证系统的精度和稳定性,但是其成本较高。
2. 运动控制器的选择运动控制器是运动控制系统的核心部件,其作用主要是实现控制命令的处理和转换。
在选择运动控制器时需要考虑其运算速度、精度、可靠性等参数。
通常情况下,运动控制器的性能越高,则对控制系统的可靠性和性能的要求就越高,同时其价格也会相应增加。
因此,需要在性能和成本之间做出一个平衡。
3. 运动传感器的选择运动传感器是用于测量物体运动状态的传感器,其作用是将物体的运动转换为电信号,并送入运动控制器进行处理和转换。
传感器的准确度对系统的精度和稳定性有着至关重要的作用。
目前最常用的运动传感器有编码器、光电开关等。
4. 运动执行器的选择运动执行器是实现物体运动的关键部件,其主要作用是将控制器发送的运动控制信号转换为物体的运动。
目前最常用的运动执行器有电机、液压装置和气动执行器等。
在选择运动执行器时需要考虑其工作性能、精度和质量等因素。
二、运动控制系统的优化1. 控制器参数调优在运动控制系统的使用过程中,常常需要对控制器参数进行调整和优化,以达到更好的性能和控制精度。
其中,参数调整的重点包括增益、积分常数和微分常数等。
这些参数的设置将直接影响系统的稳定性和控制精度。
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摘要 (1)1设计任务与分析 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 任务分析 (2)2设计原理 (3)2.1双闭环系统简介 (3)2.1.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成 (3)2.1.2双闭环系统原理图、稳态结构图和动态结构图 (3)2.2双闭环调速系统调节器的工程设计方法 (5)2.2.1典型Ⅰ型系统 (5)2.2.2 典型Ⅱ型系统 (7)3系统调节器的设计 (8)3.1电流环的设计 (8)3.1.1电流环结构的设计 (8)3.1.2电流调节器参数的计算 (10)3.2转速环设计 (12)3.2.1转速环结构设计 (12)3.2.2转速调节器参数的计算 (14)4对系统的matlab仿真 (15)4.1电流环断线仿真框图 (16)5小结体会 (19)参考文献 (20)转速、电流双闭环调速系统是性能很好,应用最广的调速系统,采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。
转速、电流双闭环调速系统的控制规律性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础,所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。
从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环,这样形成了转速、电流反馈控制直流调速系统。
而合理地选择电流调节器和转速调节器的结构和参数则是为了使系统更好的满足生产工艺所要求的性能指标。
本次课设的目的就是利用matlab进行双闭环调速系统的仿真计算。
关键词:双闭环调速电流调节器转速调节器仿真调速系统调节器设计及恒负载扰动下电流环突然断线MA TLAB仿真1设计任务与分析1.1设计任务不可逆的生产设备,采用双闭环调速系统,其整流装置采用三相半波整流电路,系统基本数据如下:直流电动机:U nom=220V,I nom=136A,n nom=1460r/min,Ce =0.132V·min/r;允许过载倍数:λ=1.5;时间常数:T L=0.03s ,T m=0.18s;晶闸管装置放大倍数:K s=40,主回路总电阻:R=0.5Ω;电流反馈系数β=0.049V/A;转速反馈系数α=0.00685V·min/r设计要求:静态指标:在负载和电网电压的扰动下稳态无静差。
动态指标:电流超调量σi≤5%,空载启动到额定转速时的转速超调量σn≤15%。
控制电路的设计:1.系统参数的选取[给定环节及反馈环节的滤波时间常数(T on、T oi)、(T s)]2.电流环的设计(电流环固有部分传函、选择电流调节器结构和参数、校验近似条件)3.速度环的设计(速度环结构图、速度调节器结构和参数、校验近似条件)采用MATLAB对双闭环系统进行仿真,绘制直流调速系统(I d=const)稳定运行时电流环突然断线仿真框图,仿真得出起动转速,起动电流,直流电压U d,ASR、ACR输出电压的波形。
并对结果进行分析。
1.2任务分析转速、电流双闭环调速系统是性能很好,应用最广的调速系统,采用转速、电流双闭环调速系统可获得优良的静、动态调速特性。
转速、电流双闭环调速系统的控制规律性能特点和设计方法是各种交、电力拖动自动控制系统的重要基础,所以掌握双闭环调速系统对于电力拖动控制系统的学习有很重要的作用。
本课程设计就要求结合给定的初始条件来完成直流双闭环调速系统的设计,其中包括绘制该调速系统的原理图,对调节器进行工程设计,选择调节器的参数等。
要实现直流双闭环调速系统的设计需先对控制系统的组成及工作原理有一定深入的理解,弄清楚调速系统每个组成部分的作用,弄清楚转速环和电流环的工作原理,合理选择调节器的参数以便进行合理的工程设计。
2设计原理2.1双闭环系统简介2.1.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成应该在起动过程中只有电流负反馈,没有转速负反馈,在达到稳态转速后,又希望只要转速负反馈,不再让电流负反馈发挥作用。
在系统中设置两个调节器,分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流。
把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。
形成了转速、电流反馈控制直流调速系统(简称双闭环系统)。
2.1.2双闭环系统原理图、稳态结构图和动态结构图图2-1转速、电流反馈控制直流调速系统原理图为了使转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流,两者之间实行嵌套(或称串级)连接,如图2-1所示。
把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
从闭环结构上看,电流环在里面,称做内环;转速环在外边,称做外环。
这就形成了转速、电流反馈控制直流调速系统。
为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器都采用PI调节器。
实际上在正常运行时,电流调节器始终为不饱和状态,而转速调节器则处于饱和和不饱和两种状态。
双闭环直流调速系统的稳态结构图如图2-2所示,两个调节器均采用带限幅的PI调节器。
转速调节器ASR的输出限幅电压U im*决定了电流给定最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压U cm限制了电力电子变换器的最大输出电压U dm。
当调节器饱和时,输出达到限幅值,输入量变化不再影响输出,除非有反向的输入信号使调节器退出饱和。
换句话说,饱和的调节器暂时隔断了输入和输出间的关系,相当于使该调节环开环。
当调节器不饱和时,PI调节器工作在线性调节状态,其作用使输入偏差电压△U在稳态时为零。
图2-2 双闭环直流调速系统的稳态结构图α——转速反馈系数β——电流反馈系数ACR——电流调节器ASR——转速调节器图2-3 双闭环系统的动态结构图2.2双闭环调速系统调节器的工程设计方法2.2.1典型Ⅰ型系统作为典型的I 型系统,其开环传递函数选择为 )1()(+=Ts s K s W (2-1)式中 K —系统的开环增益; T —系统的惯性时间常数。
典型Ⅰ型系统的闭环系统结构图如图2-4(a )所示,图2-4(b )表示它的开环对数频率特性。
对数幅频特性的中频段以-20dB/dec 的斜率穿越零分贝线,只要参数的选择能保证足够的中频带宽度,系统就一定是稳定的。
在典型Ⅰ型系统中,时间常数T 往往是控制对象本身固有的,唯一可变的只有开环增益K 。
设计时,需要按照性能指标选择参数K 的大小。
图2-4典型I 型统a) 典I 系统闭环结构图 b) 典I 系统开环频率特性当T /1c <ω,由开环对数频率特性可知c c K ωωlg 20)1lg (lg 20lg 20=-=所以c K ω=。
相角裕度为 ,K 值越大,截止频率ωc 也越大,系统响应越快,相角稳定裕度 γ 越小,快速性与稳定性之间存在矛盾。
在选择参数 K 时,须在快速性与稳定性之间取折中。
(1)动态跟随性能指标由图2-5(a )可得典型Ⅰ型系统的闭环传递函数为(2-2)表2-1 典型Ⅰ型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系参数关系KT 0.25 0.39 0.5 0.69 1.0 阻尼比ζ 超调量σ 上升时间 t r 峰值时间 t p相角稳定裕度 γ 截止频率ωc1.0 0 % ∞ ∞76.3° 0.243/T0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9° 0.367/T0.707 4.3 % 4.7T 6.2T 65.5° 0.455/T0.6 9.5 % 3.3T 4.7T 59.2 ° 0.596/T0.5 16.3 % 2.4T 3.2T 51.8 ° 0.786/T(2)动态抗扰性能指标影响到参数K 的选择的第二个因素是它和抗扰性能指标之间的关系,典型Ⅰ型系统已经规定了系统的结构,分析它的抗扰性能指标的关键因素是扰动作用点,某种定量的抗扰性能指标只适用于一种特定的扰动作用点。
表2-2 典型I 型系统动态抗扰性能指标与参数的关系122T Tm T T == 15110120130m ax100%bC C ∆⨯ 27.8% 12.6% 9.3% 6.5% /m t T 2.8 3.4 3.8 4.0 /v t T14.721.728.730.418090arctg 90arctg cc T T γωω=--=-2222()(1)()11()21(1)n cl n n KKW s s Ts T W s K K W s s s s s s Ts T Tωξωω+====+++++++0.5KT =2b C F K =2.2.2 典型Ⅱ型系统典型Ⅱ型系统的开环传递函数表示为:)1()1()(2++=Ts s s K s W τ (2-3)系统的闭环系统结构图如图2-5(a )所示,图2-5(b )表示它的开环对数频率特性。
典型Ⅱ型系统的时间常数T 也是控制对象固有的,而待定的参数有两个: K 和 τ 。
定义中频宽:12ωωτ==T h (2-4)中频宽表示了斜率为20dB/sec 的中频的宽度,是一个与性能指标紧密相关的参数。
图2-5典型Ⅱ型系统a) 典Ⅱ系统闭环结构图 b) 典Ⅱ系统开环频率特性在一般条件下,1=ω点处在-40dB/dec 特性段可以根据图得到c K ωω1=。
改变K 相当于使开环对数幅频特性上下平移,此特性与闭环系统的快速性有关。
系统相角稳定裕度为:(2-5)τ比T 大得越多,系统的稳定裕度就越大。
采用“振荡指标法”中的闭环幅频特性峰值最小准则,可以找到和两个参数之间的一种最佳配合。
(2-6)arctan arctan c c Tγωτω=-221ch h ωω=+222223322221(1)()12()1221()(1)(1)1211cl h hTs W s hTs h T W s h hhW s s Ts hTs T s T s hTs h Th h +++===++++++++++(2-7)在确定了h 之后,可求得(2-8) (2-9)(1) 动态跟随性能指标按M r 最小准则选择调节器参数,典型Ⅱ型系统的开环传递函数为:(2-10)系统的闭环传递函数为:(2-11)当R(t)为单位阶跃函数时, :(2-12)表2-3 典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标 (按M rmin 准则确定参数关系)h 3 4 5 6 7 8 9 10 σ t r / T t s / T k52.6% 2.4 12.15 343.6% 2.65 11.65 237.6% 2.85 9.55 233.2% 3.0 10.45 129.8% 3.1 11.30 127.2% 3.2 12.25 125.0% 3.3 13.25 123.3% 3.35 14.20 13系统调节器的设计3.1电流环的设计3.1.1电流环结构的设计112ch ωω+=hTτ=2211221111()222c h h h K hTh Tωωω+++==⋅==2222(1)11()()(1)2(1)K s h hTs W s s Ts h Ts Ts τ+++==++1()R s s=2233221()22[1]11hTs C s h h s T s T s hTs h h +=+++++电流环的动态结构图如图7所示。