位置随动系统超前校正设计.doc

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位::位置随动系统的超前校正题目初始条件:??,,图示为一位置随动系统,放大器增益为Ka=20,?t2i==Cm=,f=,,Ra=8Ω,La=15mH,J=:要求完成的主要任务(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)、求出系统各部分传递函数,画出系统结构图、信号流图,并求出闭环传递函数;1使得系统的相角裕度和幅值裕度,并设计超前校正装置,2、求出开环系统的截至频率、度。相角裕度增加10对校正前后的系统进行仿真分析,比较其时域相应曲线有何区别,并说明Matlab3、用原因。时间安排:时间(天)任务1审题、、《自动控制原理》课程设计说明书指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:???,则电动机不转动,,如果输出角度工作原理:输入一定的角度等于输入角度rrc??,则电动机拖动工作机械朝所要求的方向快速偏转,系统处于平衡状态;如果不等于rc直到电动机停止转动,此时系统处于与指令同步的平衡工作状态,即完成跟随。电枢控制直流电动机的工作实质:是将输入的电能转换为机械能,也就是有输入的电??????与励磁磁通相互作用产生电磁,再由电流在电枢回路中产生电枢电流枢电压ttiituaaa??,从而拖动负载运动。转矩tMm工作过程:该系统输入量为角度信号,输出信号也为角度信号。系统的输入角度信号??通过桥式电位器形成电压信号,电压信号与测速电机与反馈来的输出角度信号uu??rcuu再经过放大器驱动伺服电机转到,经过减速的端电压相减形成误差信号,误差信号ut器拖动负载转动。:桥式电位器-?r放大器-减速器伺服电机测速电机负载2武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书系统框图图1-??????????tu?tt?K??cr由题图得如下关系式:?????ttuk?mtt桥式电位器:??????tutuut???t测速电机:????ttu?uKaa放大器:??伺服电机:由以下三部分组成tdi????aEut?L?R?itaaaaadt电枢回路电压平衡方程:其大小与激磁磁通及转速成正是电枢反电动势,它是电枢旋转时产生的反电动势,式中Ea?????tCE?比,方向与电枢电压相反,即,是反电势系数。tumaea电磁转矩方程:????tCMit?amm??式中,是电枢电流产生的电磁转矩。是电动机转矩系数;CtMmm电动机轴上的转矩平衡方程:???td?????mt?JftM?mmdtJ是电动机和负载折合到电式中,是电动机和负载折合到电动机轴上的粘性摩擦系数;f动机轴上的转动惯量。?????????为,便可以得到以及由以上三式消去中间变量,为输出量,EtituttMaaamm输入量的直流电动机微分方程:????2??ttdd?????????mmtC?J?LJL?fR?tuammaemaaa2dtdt将上式进行拉普拉斯变换得传递函数:???Csmm?????2s?RfRuJ?sLJsC?CfL?eaaaaamt???????dtt?t可得根据mc0???Csmc???????fJ?fJsusL?LRs?R?eaaaaam3武汉理工大学《自动控制原理》,?u?riaGK1a--tK?ukstc系统结构图1-2图??????G??????13223su???JsLR?Lf?Js3????rcGK1a-1信号流图图1-,《自动控制原理》课程设计说明书iGKK???1acrsGkK1?1ta-系统结构图化简图1-4图系统的开环传递函数iKCK???ma?Gs????23sKCkRfLJs??JLf?RCsC??maataeaam系统的闭环传递函数iKKC???ma??s????23iCKs??LJsk?JLf?RKsC??maatmamaaea代入已知的数据可得57???s?23578164s?.344s.?????ma?Gs