课程设计--角度控制系统设计

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1、 编编 号：号： 审定成绩：审定成绩： 自动控制原理课程自动控制原理课程设计设计 学学 院院 名名 称称 ： 自动化学院自动化学院 学学 生生 姓姓 名名 ： 专专 业业 ： 班班 级级 ： 学学 号号 ： 指指 导导 教教 师师 ： 设计题目：设计题目： 角度控制系统设计角度控制系统设计 摘摘 要要 为了改善角度控制系统的动态性能和稳定性， 可以通过测速发电机将直流电 动机的角转速测出，通过微分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。这样可以 改善系统的瞬态性能。反馈校正是校正中的一种。是在单纯调整系统参数不能满 足性能指标时，对系统进行的校正。测速发电机 ZF 将直流电动机的角速测出， 通过分

2、压电阻 R，微分电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。用反馈校正装置 包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用的某些环节， 形成一个局部反 馈回路；在局部反馈回路的开环幅值远大于 1 的条件下，局部反馈回路的特性主 要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关；适当选择反馈校正装置的形式和 参数，可以使已校正系统的性能满足给定指标的要求。 【关键词】【关键词】 角度控制 测速发电机 反馈校正 目录目录 第一章 绪论. 5 第一节 概述 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 第二节 设计题目与设计内容 . 4 第三节 任务分工 6 第四节 本章小结 7 第二章 总体方案设计. 8 第一节 设计内

3、容 8 第二节 本章小结 18 设计总结 19 参考文献 20 第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节 概述概述 自动控制技术已广泛的应用在制造业，农业，交通，航天及航空等众多产业 部门，极大的提高了生产率 提高了人们的生活水平。为了改善角度控制系统的 动态性能和稳定性，可以通过测速发电机将直流电动机的角转速测出，通过微分 电路反馈到功放输入端，进行反馈校正。 第二节第二节 设计题目与设计内容设计题目与设计内容 一、一、 设计题目设计题目 角度控制系统，系统输入为指令转角 r ，输出为负载转角 c 。当系统误差 角0 e时，由自整角既 CX-CT 组成的比较装置输出交流电压信号 0 E，通过解

4、调放大器变为直流放大的信号 1 V，与转速反馈信号 2 V 比较，经过功率放大后驱 动直流电动机 ZD，用减速器 放大力矩，以拖动负载转动。 负载转交 c 直接反馈到比较装置。测速发电机 ZF 将直流电动机的角速 = c 测出，通过分压电阻 R，微分电路 11R C 反馈到功放输入端，进行并联校 正。其目的是为了改善瞬态性能。 图 1.1 结构图 如果该系统满足精度要求，试设计并联校正装置，使系统精度不变，满足瞬 间性能指标：最大超调量20M,调节时间st s 8.0。 要求： a) 选取适当参数，建立系统控制模型； b) 写出传递函数； c) 写出分析过程；进行系统稳定性分析； d) 如果系

5、统不稳定，进行校正，画出校正前后 Bode 图； e) 画出校正前后的单位阶跃响应图。 二、二、设计内容设计内容 角度控制系统，系统输入为指令转角，输出为负载转角。当系统误差角时， 由自整角既 CX-CT 组成的比较装置输出交流电压信号 E。通过解调放大器变为直 流放大的信号，与转速反馈信号比较，经过功率放大后驱动直流电动机 ZD，用 减速器放大力矩，以拖动负载转动。负载转交直接反馈到比较装置。测速发电机 ZF 将直流电动机的角速测出，通过分压电阻 R，微分电路反馈到功放输入端，进 行反馈校正。 用反馈校正装置包围待校正系统中对动态性能改善有重大妨碍作用 的某些环节，形成一个局部反馈回路；在局

6、部反馈回路的开环幅值远大于 1 的条 件下，局部反馈回路的特性主要取决于反馈校正装置，而与被包围部分无关；适 当选择反馈校正装置的形式和参数， 可以使已校正系统的性能满足给定指标的要 求。 第第三三节节 任务分工任务分工 本设计由十位同学组成，每位同学负责的主要任务如表 1.1 所示。 表 1.1 任务分工表 序号 姓名 学号 主要负责任务 1 建立数学模型 2 建立数学模型 3 并联反馈调节 4 并联反馈调节 5 系统稳定性分析 6 系统稳定性分析 7 建立传递函数 8 建立传递函数 9 画图、写程序 10 画图、写程序 第第四四节节 本章小结本章小结 为了改善控制系统的性能,除了采用串联校正方式外,反馈校正也是广泛应 用的一种校正方式.系统采用反馈校正后,除了可以得到与串联校正相同的结果 外,还可以获得某些改善系统性能的特殊功能. 反馈校正的特点有: 1) 削弱非线性的特点 2) 减少系统的时间常数 3) 降低系统对参数变化的敏性 4) 抑制系统噪声