自动控制原理实报告电子版(研究).doc

自动控制原理实验研究报告（2010-2011学年第一学期） 姓名： 班号： 学号： 摘要： 关键字： 引言： 期航天飞行可导致宇航员出现多种生理、病理现象，主要表现为心血管功能障碍、骨丢失、免疫功能下降、肌肉萎缩、内分泌机能紊乱、工作能力下降等。 建立被控对象数学模型分析被控对象特性；D(s)=Ts+KKt+1(T0；K0；Kt0)；由劳斯判据知系统稳定。 为使C(s)可以更好的跟踪R(s)，取H(s)即Kt=1，使系统成为单位负反馈系统。 通过理论计算，为使半径为2米的模拟重力舱产生大小为g的模拟重力，则需要模拟重力舱旋转的角速度为2.2rad/s，由此可得系统的输入信号为阶跃信号。 由Φ(s)=可知，系统为0型系统，可以跟踪位置(阶跃)信号，但存在系统稳态误差ess。 由定义知 对于本系统，当输入R(s)=A/s时，系统产生稳态误差ess=A/(1+K)，系统不能精确追踪输入的阶跃信号，故系统需要校正。 根据简化的数学模型得到传递函数，并分析传递函数的特性 设计控制器10=ωn/2ξ；1/2ξωn=10； ξ=1/20；ωn=1 设Φ(s)=(ωn/z)[(s+z)/(s+2ξωn·s+ωn)]（式3.0） 式3.0 中z=1/K1；ξ=ξ+ωn/(2z)； 当输入为单位阶跃函数时由式3.0得： C(s)= ωn/[s(s+2ξωn·s+ωn)]+(1/z)[sωn/ s(s+2ξωn·s+ωn)](式3.1) 对式3.1进行拉氏反变换得： h(t)=1+r·exp(-ξωn·t)·sin[ωn(1-ξ·ξ)^0.5·t+ψ](式3.2) 式3.2中r=[（z-2ξωn·z+ωn）^0.5]/z(1-ξ·ξ)^0.5 ψ=-π+arctan[ωn(1-ξ·ξ)^0.5/(z-ξωn)]+arctan((1-ξ·ξ)^0.5/ξ) 对式3.2求导并令其为零得： β= arctan[(1-ζ·ζ)^0.5/ζ]； tp（峰值时间）=(β-ψ)/ ω(1-ζ·ζ)^0.5； h（tp）=1+r·exp(-ξωn·tp)·sinβ β= arctan[(1-ζ·ζ)^0.5/ζ] sinβ=(1-ξ·ξ)^0.5 σ%=r·(1-ζ·ζ)^0.5·exp(-ξωn·tp) 由上面的推导可得超调量和峰值时间仅与K1有关，系统设计要求超调量σ%=15%，tp=2s。应用试凑法得：K11.5。 当输入为2.2倍的单位阶跃信号时，将K1=1.5带入计算得：σ%=13.7%，tp=3.5s 仿真验证+16s+10)； D(s)= (10s+16s+10) 由劳斯判据知系统稳定。 其波特图为： 由波特图可知在加入校正环节后系统的依然有较好的相角欲度。 由工程算法得ωc=1.5rad/s γ=180-90-arctan(10ωc)+arctan(1.5ωc)=69.8°0° 图（4.2） 图（4.3） 由图（4.2）和图（4.3）知系统在加入校正环节之后系统输出达到设计要求。 5. 结论 -1/ N（A）=-πA/4a，为A的单调减函数 -1/ N（0）=0；-1/ N（）=-； 画出系统奈氏图： 如图，Γg曲线并不包含-1/ N（A）曲线，仅由在零点有一点相交，由分析知，此震荡点稳定，所以系统稳定。 由于所学有限，并不能对此非线性系统进行更进一步的理论计算或校正，在此作为模拟重力舱转速控制系统的发展方向提出。 参考文献 loan management (post) review: 1, approval criteria have been implemented; 2, the contract is correct; 3, in line with the contract, payment; 4, no other major cases against loan security;、Reviewed by: date of record form 9: qilu bank borrowing by single years of maximum amount a maximum no-loan borrowers: borrowers: ... Borrower name number, line of credit expiry date year month day to year month day maximum number of years in the loan contract are the top line opened, the borrowed and requested your bank op