三軸轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)哈工大自動(dòng)控制原理 大作業(yè)

1、Harbin Institute of Technology三軸轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)課程名稱： 自動(dòng)控制原理 院 系： 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 者： 學(xué) 號(hào)： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2016.1. 1 一、 背景描述三軸轉(zhuǎn)臺(tái)是應(yīng)用在半實(shí)物仿真系統(tǒng)中，模擬被測(cè)物體姿態(tài)變化的裝置。本文研究的主要內(nèi)容是三軸轉(zhuǎn)臺(tái)的內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)。二、 問(wèn)題描述技術(shù)要求：最大角速度，最大動(dòng)態(tài)蹤誤差；頻帶寬度，相位裕度。固有系統(tǒng)傳遞函數(shù)：原題如下：修改后如下：sUs=25s0.0265s+10.00318s+1三、 求解過(guò)程設(shè)Gs=sUs=25s0.0265s+10.00318s+1，GCs為待定的補(bǔ)償裝置傳遞函數(shù)，Ges=GCsG0s。es

2、s=1lims0sGs=125設(shè)計(jì)要求為令essK=125K=0.02=150，則K=2系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下：G0s=50s0.0265s+10.00318s+1對(duì)數(shù)幅頻特性方程如下：20lgG0=20lg50w ，w<37.736 20lg50w×10.0265w ， 37.736<w<314.465 20lg50w×10.0265w×10.00318w ， w>314.465 令20lgG0wc0=0，得剪切頻率wc0=43.437。相位裕度：0=1800-900-arctan0.0265×43.437-arctan0.003

3、18×43.437=33.1170由bode圖中校正前的圖像可知需采用超前補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ尤胄Ｕb置如下：GCs=aTs+1Ts+1=sw1+1sw2+1， a>1可求得：m=-0+=450-33.1170+100=21.8830a=1+sinm1-sinm=2.188令 20lgGcjwm=10lga，得：wm=52.849rad/sw1=wma=35.728w2=wm*a=78.174所以GCs=sw1+1sw2+1=0.028s+10.0128s+1校正后的傳遞函數(shù)：Ges=GCsG0s=500.023s+1s0.0265s+10.00318s+10.0494s+1校正后的

4、相位裕度：0=1800+arctan0.028×52.849-900-arctan0.0265×52.849-arctan0.00318×52.849-arctan0.0128×52.849=47.8610性能要求系統(tǒng)相位裕度為450，而校正后的系統(tǒng)相位裕度為47.8610，符合要求。令20lgGejwc=0，得校正后的剪切頻率：wc=85.008rad/s>48rad/s校正前與校正后的系統(tǒng)bode圖如下：四、 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)觀察系統(tǒng)的單位階躍相應(yīng)曲線：五、 校正裝置電路圖電路元件參數(shù)為：R2=1.3k R3=6.0k C1=28.1F C2=12.8F六、 結(jié)論校正后的傳遞函數(shù)：Ges=GCsG0s=500.023s+1s0.0265s+10.00318s+10.0494s+1校正后的相位裕度：=47.8610校正后的剪切頻率：wc=85.008r