位置随动系统校正
目录一、设计题目 (2)二、设计报告正文 (3)摘要 (3)关键词 (3)(报告正文内容) (3)三、设计总结 (22)四、参考文献 (22)一.设计题目题3:位置随动系统校正该随动系统通过控制信号θi 通过与检测信号ω相减的角度误差经过相敏放大和可控硅功率放大,通过电机带动拖动系统,经过减速器减速得到需要转动的角度θo 。
可控硅功率放大00执行电机减法器减速器θo相敏放大00000θiω角度检测拖动系统图1位置随动系统其中,相敏其中可调放大系数K1=1,可控硅滤波放大环节K2=800,伺服电机系统等效模型为11+s T L ,滤波器时间常数TL=0.25秒,伺服电机电机拖动及减速器系统系统数学模型为)1(1+s T s M ,其时间常数TM=0.2秒。
1、写出系统传递函数,并简述各部分工作原理。
2、画出未校正系统的Bode 图,分析系统是否稳定。
3、画出未校正系统的根轨迹图,分析闭环系统是否稳定。
4、设计一个校正装置进行串联校正。
要求校正后的系统满足指标:(1)超调量<15%,(2)调整时间<1.5s ,(3)相角稳定裕度>55deg ,(4)幅值稳定裕度>65dB5、计算校正后系统的剪切频率ωcp 和-π穿频率ωcs 。
6、给出校正装置的传递函数数。
7、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图,并进行分析。
8、设计PID 控制器,实现闭环控制,仿真系统的阶跃相应曲线。
9、分析控制参数Kp ,Ki ,Kd 对系统动态响应的影响。
10、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型,在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节,观察分析非线性环节对系统性能的影响。
二、要求:1、给出设计、校正前系统性能分析、拟采取的解决方案、方法及分析。
2、校正步骤、思路、计算分析过程和结果,建立控制、校正装置的simulink 模。
3、设计、校正结果验证。
4、PID 控制器设计及控制参数整定。
5、PID 与超前、滞后校正的关系。
6、分析非线性环节对系统性能的影响。
7、设计总结。
对设计中遇到问题、知识点的总结,存在的主观、客观的问题和不足等。
二.设计报告正文摘要:随机系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统,并且输入量是随机的,不可预知的,只要解决有一定精度的位置跟随问题,如数控机床的刀具给进和工作的定位控制,工业机器人的工作动态,导弹制导,火炮瞄准等。
控制技术的发展,使随动系统得到广泛的应用。
位置随动系统是反馈控制系统,是闭环控制,调速系统的给定量是恒值,希望输出量能稳定,因此系统的抗干扰能力往往显得十分重要。
位置随动系统中的位置指令是经常变化的,要求输出量准确跟随给定量的变化,输出相应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。
简言之,调速系统的动态指标以抗干扰性能为主,随动系统的动态指标以跟随性能为主。
在控制系统的分析和设计中,首先要建立系统的数字模型。
控制系统的数字模型是描述系统内部物理量(或变量)之间关系的数学表达式。
在自动控制理论中,数学模型有多种形式。
时域中常用的数学模型有微分方程、差分方程和状态方程:复数域中有传递函数、结构图:频域中有频率特性等。
本次课程设计研究的是位置随动系统的校正,并对其进行分析。
用MATLAB 画系统bode 图,根轨迹图,奈奎斯特图,分析系统。
设计PID 控制装置,实现闭环控制,并分析控制参数对系统的影响。
关键词:随机系统 滞后、超前校正校正 PID 控制报告正文内容1、写出系统传递函数,并简述各部分工作原理。
系统传递函数为:()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1111800)(S T S S T G M L s o各部分工作原理:减法器:将输入信号角度与反馈信号角度相减,得到偏差。
并将偏差传递给相敏放大器。
相敏放大:将减法器输出的角度误差信号整流成直流信号,该信号不仅反映角差的大小,而且反映角差的极性。
可控硅功率放大:对控制信号进一步放大,使系统有足够的功率驱动执行电机转动。
执行电机:把电信号转为机械运动,推动负载运动,并将运动传至拖动系统。
拖动系统:在自动控制系统中,做执行元件,将前面部件传来的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
减速器:减速器是通过机械传动装置来降低电机(马达)转速,从而得到所需检测的角度。
角度检测:将经减速器减速后得到的所需角度反馈到减法器使之与输入信号比较。
系统工作原理:当控制信号与反馈信号不相同时,通过减法器得出角度偏差。
将偏差输入相敏放大器,相敏放大器将该信号整流为直流信号,从而向下一级反映角度偏差的大小和极性。
可控硅功率放大器对前级信号进一步进行功率放大,从而使放大信号驱动执行电动机。
执行电机将收到的电信号转为机械运动,从而推动负载运动。
最后,通过拖动系统带动减速器控制输出角度,从而逐渐使控制信号和检测信号的偏差角度减小。
当控制信号与检测信号无角度误差时,电机停转,系统达到新的平衡状态。
所以当检测信号任意变化时,控制系统均能保证控制信号与检测信号相差角度为零,即控制信号随检测信号任意变化,从而实现位置随动的目的。
2、画出未校正系统的Bode图,分析系统是否稳定。
本次课程设计采用MATLAB软件进行设计,通过对程序的调试与计算设计出理想的控制系统。
具体设计如下:未校正系统的伯得图:matlab程序源代码:>>num=800;>> den=conv([1,0],conv([0.25,1],[0.2,1]));>> bode(num,den)分析:由图可知,相角裕度小于零,所以该系统不稳定。
3、画出未校正系统的根轨迹图,分析闭环系统是否稳定。
matlab程序源代码num=800;>> den=conv([1,0],conv([0.25,1],[0.2,1]));>> bode(num,den);sys=tf(num,den);>> rlocus(sys)4、设计一个校正装置进行串联校正。
要求校正后的系统满足指标:(1)超调量<15%,(2)调整时间<1.5s ,(3)相角稳定裕度>55deg ,(4)幅值稳定裕度>65dB校无源滞后—超前网络采用无源滞后超前网络,其传递函数可表示为2(1s)(1T s)(s)()1a b c a b a b ab T G T T s T T T s ++=++++式中11a T R C =22b T R C =12ab T R C =上式也可表示为12(1s)(1T s)(s)(1)(1)a b c T G T s T s ++=++比较可得12a bT T T T =12a b abT T T T T +=++设1aT T > 211a b T T T T α==其中1a >则有1aT T α=2bT T α=于是,无源滞后—超前网络的传递函数最后可表示为(1s)(1T s)(s)(1)(1)a b c b a T G TT s s αα++=++ 其中,(1s)(1)a a T T s α++为网络滞后部分,(1T s)(1)b b T s α++为网络超前部分。
因此,只要确定 aT 、bT 、α就可以确定其传递函数。
传递函数0800(s)(0.25s 1)(0.2s 1)G s =++校正前22800()(0.25)1(0.2)1A ωωωω=++令()1A ω=得'25/c rad s ω='''18090arctan 0.25arctan 0.270c c γωω=---=-令虚部为零有, 穿越频率:4.5/x rad s ω=010.026(j )x h dBG ω==谐振峰值1sin r M γ=, 1 1.8r M ≤≤超调量0.160.4(M 1)r σ=+-调节时间0t s c K πω=202 1.5(M 1) 2.5(M 1)r r K =+-+-,1 1.8r M ≤≤当t 1.5s s=''55γ= 得1.22r M ='' 5.13/c rad s ω=交接频率5/b rad sω=1b bT ω='''''20lg ()20lgT 0c b c L αωω-++='''''''2''2()20lg80020lg 20lg (0.25)120lg (0.2)1c c c c L ωωωω=--+-+1aT T α= 2bT T α=则已校正系统的频率特性为0(1T j )(1T j )180(j )(j )(0.25j 1)(0.2j 1)(1T )(1)a b c b a G G Tj j j ωωωωωωωαωωα++=++++根据上式,利用相角裕度指标要求,有''''''''''''''18090arctan 0.25arctan 0.2arctan arctan arctan arctanbc c a c b c c c T T T T αγωωωωαωωα=---++--校正装置的传递函数:)100125.0(19.1380.1s 10.2s 12.78s 1s G c +++++=s s )())()(()(Matlab 指令如下:num=conv(800,conv([2.78,1],conv([0.2,1],[0.1,1]))); den=conv([0.05,0.45,1,0],conv([138.9,1],[0.00125,1])); >> step(num,den) >> s=tf(num,den); >> sys=feedback(s,1); >> step(sys) Bode 图如下:num=conv(800,conv([2.78,1],conv([0.2,1],[0.1,1]))); den=conv([0.05,0.45,1,0],conv([138.9,1],[0.00125,1])); >> step(num,den)>> s=tf(num,den);>> sys=feedback(s,1);>> step(sys);>> bode(s)校正后得:超调:14.9%调整时间:0.715相角裕度:62.9幅值裕度:无穷大5、计算校正后系统的剪切频率ωcp和-π穿频率ωcs。
一类位置随动系统的测速反馈控制
一类位置随动系统的测速反馈控制1位置随动系统原理1.1位置随动系统工作原理图1-1位置随动系统原理图该系统为一自整角机位置随动系统,用一对自整角机作为位置检测元件,并形成比较电路。
发送自整角机的转子与给定轴相连:接收自整角机的转子与负载轴(从动轴)相连。
TX 与TR 组成角差测量线路。
若发送自整角机的转子离开平衡位置转过一个角度r θ,则在接收自整角机的单相绕组转子的单相绕组上将感应出一个偏差电压e u ,它是一个振幅为em u 、频率与发送自整角机激励相同的交流调制电压。
即sin e em u u t ω=∙在一定范围内,em u 正比于r c θθ-,即[]em e r c u k θθ=-,所以可得[]sin e e r c u k t θθω=-这就是随动系统中接收自整角机所产生的偏差电压的表达式,它是一个振幅随偏差()r c θθ-的改变而改变的交流电压。
因此,e u 经过交流放大器放大,放大后的交流信号作用在两相伺服电动机两端。
电动机带动负载和接收自整角机的转子旋转,实现r c θθ=,以达到跟随的目的。
为了使电动机转速恒定、平稳,引入了测速负反馈。
系统的被控对象是负载轴,被控量使负载轴转角c θ,电动机是执行机构,功率放大器器信号放大作用,调制器负责将交流调制为直流电供给直流测速发电机工作电压,测速电动机是检测反馈元件。
1.2单元电路模块分析1.2.1自整角机自整角机是常用的位置检测装置,将角位移或者直线位移转换成模拟电压信号的幅值或相位。
自整角机作为角位移传感器,在位置随动系统中是成对使用的。
与指令轴相连的是发送机,与系统输出轴相连的是接收机。
则自整角机的表达式为()[()()]()r c u t K t t K t εεθθθ=-=∆在零初始条件下,拉氏变换为()()u s K s εθ=∆,则自整角机的传递函数为1()()()u s G s K s εθ==∆ 自整角机的结构图如图1-2所示图1-2 自整角机1.2.2功率放大器由于运算放大器具有输入阻抗很大,输出阻抗小的特点,在工程上被广泛用来作信号放大器。
自动控制原理课程设计——位置随动系统
自动控制原理课程设计——位置随动系统
在工业自动化领域,位置随动系统扮演着重要的角色。
它能够使驱动装置根据指令精确地移动到指定位置,并保持稳定。
位置随动系统的核心是自动控制系统,该系统通过反馈机制实时监测和调整驱动装置的位置。
在位置随动系统中,通常采用步进电机或伺服电机作为驱动装置。
这些电机能够根据控制系统的指令精确地转动一定的角度,从而实现位置的精确控制。
为了确保系统的稳定性,通常会采用闭环控制,即通过位置传感器实时监测电机的位置,并将位置信息反馈给控制系统。
在自动控制原理课程设计中,学生需要了解并掌握位置随动系统的基本原理、组成和实现方法。
学生需要自行设计并实现一个简单的位置随动系统,通过实验验证系统的性能和稳定性。
在设计过程中,学生需要考虑系统的硬件组成、控制算法的选择和实现、传感器选择和校准、系统调试和优化等方面的问题。
学生需要通过理论分析和实验验证相结合的方法,不断优化和完善系统设计。
通过这个课程设计,学生可以深入了解自动控制原理在实际应用中的重要性,提高自己的动手能力和解决问题的能力。
同时,这个课程设计也可以为学生未来的学习和工作打下坚实的基础。
6.5反馈校正
• 位置(比例)反馈
– Gc(s)=K
G(s) + K
• 速度(微分)反馈
– Gc(s)=Ks
+ -
G(s)
Ks
• 加速度反馈
– Gc(s)=Ks2
G(s) + -
Ks2
一、位置反馈
K1 G ( s) Ts 1 Gc ( s ) 1
K1 1 K1 T 1 K1
二、单位速度反馈
• 输出的导数可以用来改善系统的性能。
• 在位置随动系统中,常常采用速度反馈的 校正方案来改善系统的性能。
• 经校正后,系统的型次并未改变,时间常 数由T下降为T/(1+Ka),系统的响应速度 加快;同时,系统的增益减小。
6.6 顺馈校正(或称顺馈补偿)
• 顺馈校正的特点
– 不依靠偏差而直接测量干扰,在干扰引起误差 之前就对它进行近似补偿,及时消除干扰的影 响。
• 对系统进行顺馈补偿的前提
– 干扰可以测出。
• 顺馈补偿为开环补偿,相当于系统通过 Gc(s)G2(s)增加了一个输出Xo2,以补偿原来 的误差
• 增加顺馈校校正,系统稳定性并不受影响, 因为系统的特征方程不变 • 这是由于顺馈补偿为开环补偿,其传递路 线没有参加到原闭环回路中。
X o (s) K1 X i ( s ) (Ts 1) K1
1
• 校正后系统型次未变,但时间常数由T下降 为T/(1+K,),即惯性减弱,这导致过渡过程 时间ts(= 4T)缩短,响应速度加快;同时, 系统的增益由K1下降至K1/(1+K1)。
• 习惯上,一般所讲的(也包括本例所讲的) 单位反馈是负的单位反馈。 • 如果采用的单位反馈是正的单位反馈,则 将有什么结果????
运动控制系统第6章位置随动系统
2)定位精度与速度控制范围 定位精度是评价位置随动系统控制准确度的性能指标。系统最终定 位点与指令目标值间的静止误差定义为系统的定位精度。 位置伺服系统,应当能对位置输入指令输入的最小设定单位(1脉 冲当量),作出相应的响应。为了实现这一目标,一是要采用分辨 率足够高的位置检测器,二是要求系统的速度单元具有足够宽的调 速范围,也就是说速度单元要有较好的低速运行性能。 图6-3为速度控制单元的输入输出特性
2. 交流伺服电动机
在现代伺服系统中,更多的采用交流伺服电动机。交流伺服电动机可 以是异步电动机或者永磁同步电动机。
交流异步伺服电动机有下述特点:
1)采用二相结构,电动机定子上布置有空间相差90º电角度的二相绕组, 一相称励磁绕组,一相称控制绕组,分别施加相位差90º的交流电压;
2)励磁绕组电压不变控制绕组电压为零时,旋转磁场变成了静止脉动磁 场,电动机立即停止转动,克服了普通异步电动机失电时的“自转”现象, 符合机床的要求;
6.2.4 数控机床的轨迹控制原理及其实现
1. 数控插补概述 以数控机床为例,其控制的目标是被加工的曲线或曲面,在加工过程
中要随时根据图纸参数求解刀具的运动轨迹,其计算的实时性有时难 以满足加工速度的需求。因此实际工程中采用的方法是预先通过手工 或自动编程,将刀具的连续运动轨迹分成若干段,而在执行程序的过 程中实时地将这些轨迹段用指定的具有快速算法的直线、圆弧或其它 标准曲线予以逼近。 插补是一个实时进行的数据密化过程。轨迹插补与坐标轴位置伺服是 数控机床的二个主要环节。 插补必须实时完成,因此除了要保证插补运算的精度外,还要求算法简 单。一般采用迭代算法。 就目前普遍应用的算法而言,可以分为两大类:脉冲增量插补,数据 采样插补。
自动控制原理--按期望特性进行串联校正及其例题
2
c
l
2 1
10.4rad
/
s
试选取 2 10rad / s
3
c
2l l 1
70rad
/
s
试选取 3 143 rad / s
c.高频段:取高频段斜率为-60dB/dec。 d.过渡特性:
中低频段过渡特性斜率为-40dB/dec、转折频率为 0.4rad/s与10rad/s 。
中高频段过渡特性斜率为-40dB/dec、转折频率为 143rad/s与200rad/s 。
解:开环增益K=Kv ≥1000(1/s),取K=1000(1/s)。
作未校正系统对数幅频特性渐近曲线,未校正系统 截止频率ωc=33.3rad/s,相位裕度γ=-11.2°。
20 lg 1000 0
c 0.9c
ωc=33.3rad/s
180 90 tan1 0.9c tan1 0.007c 11.2
校正装置特性 Gc ( j) G( j) / G0 ( j)
对于最小相位系统,由于对数幅频特性与对数相频特 性是一一对应的,则校正装置特性可以表示为期望的对数 渐进幅频特性与原系统的对数渐进幅频特性之差,即
Lc () L() L0 ()
关键问题:如何根据性能指标要求绘制期望特性。
期望特性的绘制步骤:利用三频段的概念
Gc (s)G0 (s)
s(2.5s
1000 (0.1s 1) 1)(0.007 s 1)(0.005 s
1)
静态速度误差系数 Kv=20(1/s) 相角裕度
180 tan1 0.1 40 90 tan1 2.5 40
tan1 0.007 40 tan1 0.005 40 49.6
6.6 按期望特性进行串联校正
位置随动系统
1位置随动系统的结构与工作原理位置随动系统的结构组成位置随动系统的原理图如图1-1。
该系统的作用是使负载J(工作机械)的角位移随给定角度的变化而变化,即要求被控量复现控制量。
系统的控制任务是使工作机械随指令机构同步转动即实现:Q(c)=Q(r)图1-1 位置随动系统原理图Z1—电动机,Z2—减速器,J—工作机械系统系统主要由以下部件组成:系统中手柄是给定元件,手柄角位移Qr是给定值(参考输入量),工作机械是被控对象,工作机械的角位移Qc是被控量(系统输出量),电桥电路是测量和比较元件,它测量出系统输入量和系统输出量的跟踪偏差(Qr –Qc)并转换为电压信号Us,该信号经可控硅装置放大后驱动电动机,而电动机和减速器组成执行机构。
系统的工作原理控制系统的任务是控制工作机械的角位移Qc跟踪输入手柄的角位移Qr。
如图1-1,当工作机械的转角Qc与手柄的转角Qr一致时,两个环形电位器组成的桥式电路处于平衡状态。
其输出电压Us=0,电动机不动,系统处于平衡状态。
当手柄转角Qr发生变化时,若工作机械仍处于原来的位置不变,则电桥输出电压Us不等于0,此电压信号经放大后驱动电动机转动,并经减速器带动工作机械使角位移Qc向Qr变化的方向转动,并逐渐使Qr 和Qc的偏差减小。
当Qc=Qr时,电桥的输出电压为0,电机停转,系统达到新的平衡状态。
当Qr任意变化时,控制系统均能保证Qc跟随Qr任意变化,从而实现角位移的跟踪目的。
该系统的特点:1、无论是由干扰造成的,还是由结构参数的变化引起的,只要被控量出现偏差,系统则自动纠偏。
精度高。
2 、结构简单,稳定性较高,实现较容易。
2系统的分析与设计位置随动系统方块图根据系统的结构组成和工作原理可以画出系统的原理方块图,如图2-1。
可以看出,系统是一个具有负反馈的闭环控制系统。
图2-1位置随动控制系统方块图系统数学模型的建立该系统各部分微分方程经拉氏变换后的关系式如(2-1):(2-1)(a)(2-1)(b)(2-1)(c) (2-1)(d)(2-1)(e) (2-1)(f)(2-1)(g) (2-1)(h)根据各个环节结构图及其传函写出整个系统的结构图,如图2-2所示。
8 位置随动系统解析
指导教师评定成绩:审定成绩:重庆邮电大学自动化学院自动控制原理课程设计报告设计题目:位置随动系统单位(二级学院):学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:设计时间:重庆邮电大学自动化学院制目录一、设计题目 (2)二.报告正文 (3)摘要 (3)2.1 问题一的分析与求解 (4)2.2 问题二的分析与求解 (5)2.3 问题三的分析与求解 (10)2.4 问题四的分析与求解 (14)三、设计总结 (18)四、参考文献 (19)五、附录 (20)附录一 (20)附录二 (20)一、 设计题目自动控制原理课程设计任务书1某位置随动系统原理如下图所示。
输入量为转角r θ,输出量为转角c θ,p R 为圆盘式滑动电位器,SM 为伺服电动机,TG 为测速发电机。
要求:(1)查阅相关资料,分析系统的工作原理,指出被控对象、被控量和给定量,画出系统方框图。
(2)分析系统每个环节的输入输出关系,代入相关参数求取系统传递函数。
(3)分析系统时域性能和频域性能。
(4)运用根轨迹法或频率法校正系统,使之满足给定性能指标要求。
(已知条件和性能要求待定)二、设计报告正文摘要随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统,并且输入量是随机的,不可预知的,主要解决有一定精度的位置跟随问题,如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制,工业机器人的工作动作,导弹制导、火炮瞄准等。
控制技术的发展,使随动系统得到了广泛的应用。
位置随动系统是反馈控制系统,是闭环控制,其位置指令是经常变化的,要求输出量准确跟随给定量的变化,输出响应的快速性、灵活性和准确性成了位置随动系统的主要特征。
本次课程设计研究的是一类位置随动系统的滞后校正,首先通过分析原理求出传递函数,并利用主导极点进行降阶,得出一个二阶系统传递函数,并通过MATLAB分析时域和频域的各个性能,得出相角裕度太小和超调量太大,然后设计PD控制装置,改善系统的阻尼比,来使系统的各个性能达到要求。
位置随动系统
(1)位置检测器
由电位器RP1和RP2组
成位置(角度)检测器,其
中电位器RP1的转轴与手轮 相连,作为转角给定,电位 器RP2的转轴通过机械机构 与负载部件相连接,作为转 角反馈,两个电位器均由同 一个直流电源供电,这样可 将位置直接转换成电量输出。
(2)电压比较放大器
由放大器1A、2A组成, 其中放大器1A仅起倒相作用, 2A则起电压比较和放大作用, 其输出信号作为下一级功率 放大器的控制信号,并具备
随动系统可以在调速系统的基础上增加一个位置环,位置环是
位置随动系统的主要结构物征。因此,随动系统在结构上往往要比 调速系统复杂一些。
四、位置随动系统的分类
由于位置随机系统的基本特征体现在位置上,体现在位置给定
信号和位置反馈信号及两个综合比较方面,因此可根据这个特征将
它划分两个类型,一类是模拟式随动系统,另一类是数字式随机系 统。 模拟式角位移随动系统的各种参量都是连续变化的模拟量,其 位置检测器可用电位器,自整角机,旋转变压器,感应同步器等。 一般是在调速系统的基础上外加一个位置环组成。 采用数学式检测装置来组成数字式随动系统。在这类系统中, 一般仍可采用模拟的电流环和速度环以保证系统的快速响应,但位 置环是数字式的。
鉴相器的主要功能是进行给定相位 *和反馈相位 的比较,将它们的 偏差量 * 转变成模拟量电压,此模拟量电压的极性应能反映相
位差的极性。鉴相器的输出经变换处理后作为速度控制器的给定经过功率放 大,控制电机和机床工作台向消除偏差的方向移动,因而使 踪 *,也就可以使工作台精确地按指令要求运动。
转子绕组间的相对位置之变化,使输
出电压与转子角呈一定的函数关系。 在不同的自动控制系统中,旋转变压
自控原理基础实验课程设计(随动系统校正修正) 2
实验六随动系统的校正(课程设计)一、实验目的1.学习使用SIMULINK进行系统仿真的方法。
2.掌握如何运用最常用的校正方法对线性系统性能进行校正。
3.借助SIMULINK验证自行设计的校正方案的正确性。
4.掌握校正的概念和设计方法。
二、实验原理及内容:SIMULINK是MATLAB的重要组成部分。
它具有相对独立的功能和使用方法,实际上它是对系统进行建模、仿真和分析的软件包。
SIMULINK的基本功能模块包括连续系统、离散系统、非线性系统、函数与表、数学运算、信号与系统、输入模块、接收模块等组成。
在这里,我们主要针对实验涉及的有关部分作简要地介绍。
1.1 SIMULINK的基本操作1.1.1SIMULINK的进入只要在MATLAB命令窗口的提示符下输入“Simulink”或者“simulink”(注意两者间大小写的区别),按回车键即可启动SIMULINK软件窗体。
如果输入的是“Simulink”,按回车键后出现的是“library:simulink”窗体(图1),此窗体内包含了SIMULINK的基本功能模块,双击其中任何一项,均会弹出此模块包含的所有子模块的窗体(图2)如下图所示:双击图1 “library:simulink” 窗体图2 “Sources”模块包含的所有子模块的窗体如果输入的是“simulink”,按回车键后出现的是“Simulink library Brower”窗体(图3),此窗体内的左下子窗体显示了SIMULINK的基本功能模块,右下的窗体显示了左边窗体选中的基本功能模块的所有子模块。
图3 “Simulink library Brower” 窗体1.1.2 窗体介绍在建模之前,你需要创建一个工作区域窗体。
创建一个工作区域的方法为,选择“File”项,然后再选择“New”菜单中的“Model”子菜单,这将弹出一个新的窗体,这个窗体就是用于构造系统模型,仿真等操作的工作区域,故称这个窗体为工作窗体。
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。
