磁懸浮控制系統(tǒng)設(shè)計-自動控制原理大作業(yè)_第1頁
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原題圖片一個磁懸浮系統(tǒng)的控制問題圖片一個磁懸浮系統(tǒng)的控制問題物理背景描述對于上圖所示的磁懸浮系統(tǒng)，如果鋼球在參考位置附近有很小的位移時，影像探測器上的電壓e（伏特）由球的位移x（米）決定，即e=100 x。作用在鋼球上向上的力f（牛頓）由電流i（安培）以及位移共同決定，其近似關(guān)系為f=0.5i+20 x功率放大器為壓流轉(zhuǎn)換裝置，其輸入輸出關(guān)系為i=11+VOo鋼球質(zhì)量m=20（克），地球表面的重力加速度為g=9.8（牛頓/T克）。其中V0為恒定偏置電壓，以保持鋼球處于平衡狀態(tài)時的位移x=0o問題的描述以電壓u為控制信號，位移x為輸出信號，建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；以影像探測器輸出電壓e為反饋信號，并給定參考位移（輸入）信號r,構(gòu)成閉環(huán)負反饋系統(tǒng)。試設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂破?，使得閉環(huán)系統(tǒng)滿足下列性能指標(biāo)：跟蹤階躍信號的穩(wěn)態(tài)誤差為零，跟蹤單位斜坡信號的穩(wěn)態(tài)誤差小于0.01；單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量不人于30%,過渡過程時間不大于1秒（A=2%）o 八八

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