《论文_电模拟随动系统(定稿)》

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1、徐沖忙程.摩院电气工程及其自动化专业综合设计（论文）电模拟随动系统设计学生学号20090508144学院名称信电工程学院专业名称电气工程及其自动化指导教师韩成春学生姓名刘广雨2012年11月22H摘要随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的、不可预知的。工作原理：用一对电位器作为位置检测元件，并形成比较电路。两个电位器分别将系统的输入和输出位置信号转换成于志成比例的电压信号，并作出比较。当发送电位器的转角1和接受电位器的转角2和等时，对应的电压亦和等。因而电动机处于静止状态。

2、假设是发送电位器的转角按逆时针方向增加一个角度，而接受电位器没有同时旋转这样一个角度，则两者之间将产生角度偏差△0。相应地，产生一个偏差电压,经放大器放大后得到u,供给直流电动机，使其带动负载和接受屯位器的动笔一起旋转，直到两角度相等为止，即完成反馈。木文通过介绍随动系统原理图，构建系统结构图，并对系统结构屮各个环节进行分析研究和校正简化传递函数，然后根据随动控制系统结构图建立随动控制系统的数学模型，并利用MATLAB屮的控制系统工具箱和STMULTNK组件对系统进行仿真，获得了反映系统性能的Illi线，对仿真结果进

3、行了比较分析。结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便、高效及可靠性高等优点。关键词MATLAB；随动控制系统；数学模型；校正摘要I1绪论11・1随动系统原理11.2系统仿真21.3MATLAB软件42建立数学模型42.1系统原理图42.2系统各环节的传递函数52.2.1自整角机52.2.2相敏整流器和低通滤波器52.2.3电压放大器52.2.4可控硅放大器52.2.5测速发电机52.2.6减速器52.2.7直流伺服电动机62.3数学模型及传递函数62.4系统稳定性判别及系统校正63校正装置的设计103.1超前

4、校正原理103.2超前网络的传递函数计算步骤103.3校正系统的MATLAB仿真12结论16致谢17参考文献18附录19附录〔19附录2191绪论1.1随动系统原理位置随动系统是一种位置反馈控制系统，因此，一定具有位置指令和位置反馈的检测装置，通过位置指令装置将希望的位移转换成具有一定精度的屯量，利用位置反馈装置随时检测出被控机械的实际位移，也把它转换成具有一定精度的电量，与指令进行比较，把比较得到的偏差信号放大以后，控制执行电机向消除偏差的方向旋转，直到达到一定的精度为止。这样，被控制机械的实际位置就能跟随指令变化

5、，构成一个位置随动系统。卜•面我们结合实际，介绍一个位置随动系统的一般工作过程。原理图如图1所示图1位置随动系统原理框图工作过程：因为系统存在惯性，当输入x(t)变化时，输出Y(t)难以立即复现，此时Y(t)HX(t),B

6、J：e(t)=Y(t)—X(t)HO,—测量元件将偏差e(t)转换成电压输出一经小信号放大器放大，功率放大器一执行电机转动一减速器一使被控对彖朝着消除误差的方向运动，只要X(t)HY(t),就有e(t)HO,执行电机就会转动，一直到偏差e(t)=O,执行电机停止转动，此时系统实现了输；llfiY(

7、t)对输入gX(t)的复现。当X⑴随时间变化时，Y(t)就跟着X(t)作同样变化，这种现象就称为随动随动系统乂称为伺服系统，它所要解决的是未知的口动跟踪问题。随动系统无论是在国防上述是在口动化生产上应用极为广泛，比如火炮的跟踪瞄准、光电跟踪仪的冃标跟踪等等；在轧钢机械、仿真机床、数控机床、工业机器人、自动火炮及雷达天线等应用领域都要求有较高的定位或轨迹控制。必须采用位置反馈的方法，是受控对象的实际位置始终准确地跟踪指令位置的变化，组成一个位置随动系统。随动系统是典型的机电产品，除控制精度外，还和机械结构、传动精度等有

8、密不可分的关系。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随。随着科学技术的发展，出现了各种类型的随动系统。由于位置随动系统的基木特征体现在位置环上，体现在位置给定信号和位置反馈信号及两个信号的综合比较方面，因此可根据这个特征将它划分为两个类型，一类是模拟式随动系统，另一类是数字式随动系统。模拟式随动系统的各种参量都是连续变化的模拟量，其位置检测器可用电位器，自整角机，旋转变压器，感应同步器等。负载是雷达

9、天线的模拟式位置随动系统的原理图见图2,一般是在调速系统的基础上外加一个位置环组成，它是最常见的。图2模拟式随动系统原理框图由于模拟式检测装置的精度收到制造上的限制，不可能做的很高，从而影响了整个模拟式随动系统的精度。若生产机械要求进一步提高控制精度，则必须采用数字式随动系统。这类系统中，一般仍可采用模拟的电流环和速度环以保证系统的快速响应，但