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)高教成教

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 ，w37.736 20lg50w10.0265w ， 37.736w314.465 令20lgg0wc0=0，得剪切頻率wc0=43.437。相位裕度：0=1800-900-arctan0.026543.437-arctan0.0031843.437=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?，加入校正裝置如下：gcs=ats+1ts+1=sw1+1sw2+1，

3、 a1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校正后的相位裕度：0=1800+arctan0.02852.849-900-arctan0.026552.849-arctan0.0031852.849-arctan0.01285

4、2.849=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/s48rad/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=85.008rad/s七、 設(shè)計(jì)后的心