课程设计——无线电远程遥控机器人校正

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1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 学 院： 信息与通信工程学院 专 业： 自动化 题 目： 无线电远程遥控机器人校正 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1设计目的： 1. 了解串联校正装置在实际控制系统中的应用； 2. 熟悉串联校正装置对线性系统稳定性和动态特性的影响； 3. 掌握串联校正装置的设计方法和参数调试技术； 4. 学会使用 MATLAB 对系统进行计算机辅助分析与设计。 2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ： NASA 研制一种无线电远程遥控机器人，这可以增强人类在太空的活动能力。遥控机 器人示意图如图 1 所示，其闭环控制系统框图如图

2、2 所示。操作员用控制杆对在月球上 的机器人实施远程控制，辅助它开展地质勘探，电视系统负责对机器人进行监测。假如 地球到月球的距离为km238855， 信号传输延时为s28.1T， 机器人时间常数为s5.20。 （1）确定增益 1 K的取值，使系统相角裕度达到 30，并估算系统阶跃响应的稳态误 差； （2）在放大器 1 K的后面串联一个合适的滞后校正网络，使系统的阶跃响应的稳态 误差减小到%5。此外，还请画出校正后的阶跃响应曲线。 控制手输入 的动作 操作器的位置 R(s) - Y(s) 图 2 由地球上的工作站控制的月球上的远程操作器的示意图 1 K 远程操作器 1 1 s sT e sT

3、e 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等 ： 1. 采用设计方法为频率响应法； 2. 用 MATLAB 绘制相关 Bode 图，从图上确定相角裕度、幅值裕度、截止频率和闭环极点 等； 3. 用 MATLAB 绘制校正后系统的单位阶跃响应曲线，以对设计结果进行仿真和检验； 4. 选择多组参数值，对设计结果进行比较； 5. 书写设计说明书，要求系统分析和设计的步骤准确、完整、条理；图形绘制准确、清 晰。 4主要参考文献： 1. 薛定宇. 反馈控制系统设计与分析. 北京：清华大学出版社，2000 2. 黄忠霖. 控制

4、系统 MATLAB 计算及仿真. 北京：国防工业出版社，2002 3. 王划一.自动控制原理. 北京：国防工业出版社，2010 5设计成果形式及要求： 设计说明书。 要求：系统分析和设计的步骤准确、完整、条理；图形绘制准确、清晰。 6工作计划及进度： 2011 年 2 月 21 日2 月 23 日 熟悉题目查阅资料 2 月 24 日3 月 3 日 设计并书写设计说明书 3 月 4 日 答辩或成绩考核 系主任审查意见： 签字： 年 月 日 一、串联滞后校正原理 串联滞后校正是利用校正装置本身的高频幅值衰减特性，使系统零分贝 频率下降，从而获得足够的相角裕度。滞后校正具有幅值压缩和相角滞后的 特点，即产生负的相角移动和负的幅值斜率。利用赋值压缩，有可能提高幅 值的稳定裕度，