機器人抓取裝置位置控制系統(tǒng)校正裝置設計

1、2自控原理課程設計說明自動控制原理課程設計題目:機器人抓取裝置位置控制系統(tǒng)校正裝置設計專業(yè)：電氣工程及其自動化班級姓名:職稱:學號:指導老師:鄭州航空工業(yè)管理學院機電工程學院2011年12月初始條件：一個機器人抓取裝置的位置控制系統(tǒng)為一單位負反饋控制系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為G。s=3，設計一個滯后校正裝置，使系統(tǒng)的相s(s+1(0.5S+1)角裕度口寸-45。設計內容：1 先手繪系統(tǒng)校正前的bode圖，然后再用MATLAB做出校正前系統(tǒng)的bode圖，根據(jù)MATLAB做出的bode圖求出系統(tǒng)的相角裕量。2 .求出校正裝置的傳遞函數(shù)3 .用MATLAB做出校正后的系統(tǒng)的bode圖，并求出系統(tǒng)的相角裕量。

2、4 在matlab下，用simulink進行動態(tài)仿真，在計算機上對人工設計系統(tǒng)進行仿真調試，確使?jié)M足技術要求。5 對系統(tǒng)的穩(wěn)定性及校正后的性能說明6.心得體會。11自控原理課程設計說明1頻率法的串聯(lián)滯后校正特性及方法1.1 特性：當一個系統(tǒng)的動態(tài)特性是滿足要求的，為改善穩(wěn)態(tài)性能，而又不影響其動態(tài)響應時，可采用此方法。具體就是增加一對靠的很近并且靠近坐標原點的零、極點，使系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)提高倍而不影響開環(huán)對數(shù)頻率特性的中、高頻段特性。1.2 該方法的步驟主要有：1繪制出未校正系統(tǒng)的bode圖，求出相角裕量，幅值裕量久go2在bode圖上求出未校正系統(tǒng)的相角裕量二期望處的頻率2作為校正后系統(tǒng)的剪

3、切頻率，；用來補償滯后校正網(wǎng)絡，2處的相角滯后，通常?。?5?15。3令未校正系統(tǒng)在人2的幅值為20lgi,由此確定滯后網(wǎng)絡的值。4為保證滯后校正網(wǎng)絡對系統(tǒng)在處的相頻特性基本不受影響，可按，二二？上求得第二個轉折頻率。T2105校正裝置的傳遞函數(shù)為Gcs=-S4肖IJs+16畫出校正后系統(tǒng)的bode圖，并校驗性能指標2確定未校正前系統(tǒng)的相角裕度2.1 先繪制系統(tǒng)的bode圖如下:2.2 再用MATLAB程序繪制校正前系統(tǒng)的bode圖，并由MATLAB計算系統(tǒng)校正前的相角裕度，程序如下。num二0,3;den二conv(1,0,conv(1,1,0.5,1);bode=(num,den)由MAT

4、LAB繪制出的系統(tǒng)校正前的bode圖如圖1所示Rb tdit Fiaw jriiNi Too lx DwAclap詡 ndar H? Ip0口b靛殳吧每硬口 ED圖1.校正前系統(tǒng)的bode圖由圖可知：c=1.41rad/s根據(jù)公式：、c二-90-arctanc-arctan0.5%=180l A4H-!?4 ih-i丁市曲 FoilRiexb|imrfW5圖3校正前的simulink仿真圖圖4校正后的simulink仿真圖由以上兩圖比較可知，未校正前，系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，校正后，系統(tǒng)保持穩(wěn)定，且在誤差允許的范圍內達到設計要求。5 .對系統(tǒng)的性能的分析說明通過未校正前和校正后的bode圖，我們

5、可以看出，在系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高的同時，相角裕度也得到了應有的提高、由原來的0.16提高到45.36總體來說，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下、系統(tǒng)的總體性能得到了提高。6 .心得體會通過這次對控制系統(tǒng)的滯后校正的設計與分析，讓我對串聯(lián)滯后校正環(huán)節(jié)有了更清晰的認識，加深了對課本知識的進一步理解，也讓我更進一步熟悉了相關的MATLAB軟件的基本編程方法和使用方法。在這次課程設計的過程中，從整體思路的構建到具體每一步的實現(xiàn)，過程并不是一帆風順的，通過復習課本知識以及查閱有關資料確定了整體思路，通過自己在稿紙上演算確定校正網(wǎng)絡參數(shù)，然后運用MATLAB軟件編程驗證，作圖。在word編輯以及MATLAB軟件遇到了一系列問題，通過上網(wǎng)查詢或者請教同學都得到了解決，因而設計的過程中也提高了我的軟件使用能力體會到了學習自動控制原理，不僅要掌握書本上的內容，還要靈