MATLAB课程设计建模和仿真

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1、课程设计小功率随动系统的建模与校正网络设计关键词：随动系统；建模；Matlab仿真；超前校正摘要：本文对XSJ—2型小功率直流随动系统进行了研究。首先对随动系统进行了实验建模；接着构建了随动系统的系统框图；用Matlab语言编程对系统进行仿真，得到系统不同K值下的阶跃响应；最后采用经验法为该系统设计了一个串联校正装置，使系统动态指标满足要求。其建模、仿真以及校正网络设计方法简单易行，对研究其他种类的随动控制系统具有一定的借鉴作用。Modelingandcorrectordesigningofthesmallp

2、owerservosystemKeywords:servosystem;modeling;Matlabsimulation;leadingcorrectorAbstract:TheresearchintotheXSJ-2smallpowerservosystemwasconducted．First,theexperimentalmodelingtotheservosystemwascarriedout；Thenthesystemdiagramofthesystemwasconstructed；thesyste

3、mwassimulatedwiththeMatlablanguageprogramming；Thestepresponsesofsystemw88obtainedunderthedifferentvaluesofK；Finally，aseriescorrectorforthesystemwasdesignedwithanexperimentalwaytomakethesystemdynamictargetmeettherequirement．Itsmethodsformodeling,simulationan

4、dthecorrectordesigningaleeasyandfeasibleandmayhavecertainreferencefunctionsfortheresearchofotherservo—controlsystemresearch。10课程设计目录0.绪论11数学模型的建立11.1理论建模11．2实验建模确定模型参数22系统仿真42．1时域仿真42．2网络校正73总结10参考文献1010课程设计0.绪论位置随动系统是应用非常广泛的一类系统，主要实现执行机构对位置指令的准确跟踪，被控制量一般是负

5、载的空间位移，当位置指令随机变化时，系统能使被控制量准确无误地跟踪。作为闭环自动控制系统的随动系统，它在生产过程和运动对象的控制及定位、瞄准、跟踪、信号传递和接收等装置中起着重要作用，已经成为各种调节系统重要组成部分。本文对清华大学科教仪器厂生产的XSJ—2型小功率直流随动系统进行试验建模，并设计一个串联校正网络，该方法简单易行，效果良好。1数学模型的建立1.1理论建模整个系统由给定电位器，两个运算放大器，功率放大器，执行电机，测速发电机和反馈电位器组成。系统结构图如图1所示。给定电位器运算放大器A1运算放大

6、器A2功放执行电机+_输出反馈电位器测速发电机输入图1XSJ—2型小功率直流随动系统结构图由于给定电位器和反馈电位器均是型号为WDD65S—2的导电塑料电位器，因此二者传递函数相同，为。运算放大器A1增益，运算放大器A2增益，功率放大器传递函数，力矩电机传递函数，由于《，因此近似为。测速发电机将角速度转化为角位移，相当于一个积分环节。因此，得到系统的传递函数框图如图2所示。10课程设计V+_图2随动系统方框图1．2实验建模确定模型参数①给定电位器和反馈电位器WDD65S—2的灵敏度=24V/0.067(V/o

7、)；②运算放大器Al增益，等效比较器原理图如图3所示。图3等效比较器原理图。试验法：A端接，B端接地(=0)，C端输出为，运算关系为：=(+)，测得一组数据，如表l所示。表1运放A1试验数据(v)-1.00-0.500.000.501.00(v)3.041.52-0.02-1.53-3.0510课程设计-3.04-3.04---3.06-3.05=-3.0475-3.05即=-3.05；③运算放大器A2增益同理，得=-3.03；④功率放大器传递函数待定参数有两个：和。可通过上述方法测得为2.92，求。输入：0

8、．8V(DC)，理论输出：0.8V2.92=2.336V，取输出的0.707倍，为：2.336V0.707=1.651552V，该值在示波器上显示的峰值：1.651552V=2.336V。调节频率发生器，使示波器显示输出为2.336V，测得此时=0.49KHz,=490Hz，===0.002041s==⑤力矩电机传递函数采用光电式转速表测电机转速，根据给定电压不同，转速相应变化。测得数据见表2。得=