《自控实验,梁宇,02020801,2007300541》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自控实验,梁宇,02020801,2007300541（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动控制原理实验报告 2010-2011 学年第一学期 姓名：梁宇 班号： 02020801 学号： 20073005411、二阶系统时域分析 （1）数学模型。 （2）实验结果 （3）计算机仿真 （4）理论，仿真，实验结果的对比分析。 解：有图可分析得知：31 100100100iUUU KKK121500 1UK U C s232 21 1 RRU U C s变310 10oUK UK又因为 R2=100K,所以联立上式消去中间变量 U1, U2,U3,整理可得该二阶系统的传递函数，如 下式：。621 10soiU UR变（+10s）+1该二阶系统的特征方程为：62( )10sD sR变（+
2、10s）+2625( )10sD sRR变变+10s+2 =0则根据劳斯判据可得：S2 2 610R变S1 5R变10S0 20 有劳斯表可以得知该二阶系统的稳定。55261,2610R10R4 10R22 10sR 变变变变（）080K,系统为欠阻尼二阶系统。 R变实验结果如图所示，此时为 1.1K,系统为过阻尼二阶系统。R变通过对比可以发现，以上分析是正确的，并且达到了理论联系实际的的目的。2.控制系统计算机辅助分析与设计说明：下面这道题的第二问可能有些问题，想和您探讨一下，希望说明：下面这道题的第二问可能有些问题，想和您探讨一下，希望您能帮助指正。谢谢。我的您能帮助指正。谢谢。我的 QQ
3、:543194707.题目：机器人应用反馈原理控制每个关节的方向，由于负载的改变以及机械臂伸展位置的 变化，负载对机器人会产生不同的影响。例如，机器爪抓持负载后，就可能使机器人产生 偏差。已知机器人关节指向控制系统如下图所示，其中负载扰动力矩为 1/s。要求： （1）当 R（s）=0 时，确定 N（s）对 C（s）的影响，指出减少此种影响的方法。 （2）当 N（s）=0，R（s）=1/s 时，计算系统在输出端定义的稳态误差，指出减少此种 稳态误差的影响的方法。+ _控制器K12 (1)K s TsK3+K4sC(s)实际的关节角（一） 手工解算 (1) 当 R(s)=0 时B(s)* =C(s
4、)2 (1)K s TsC(s)*(-K1*( K3+K4s)* =C(s)2 (1)K s TsC(s)*(1+K1K3+K1K4s)=-2 2(1)K s TsC(s)=- 2 2 1314(1)(1)K s TsK KK K s由上式可知，当 K1增大时，C(s)将减小，即减小 N（s）对 C（s）的影响的方法就是增大 控制器 K1的值。 （2）这一小问中有点问题。 当 N(s)=0,R(s)= 时，1 sR(s) 预期的 关节角负载扰动 N(s)_ B(s) +系统在输入端定义的稳态误差为 E(s)E(s)= ( ) 1( )( )R s G sH s1234( )( )()1(1)R
5、 sE sK KKK s s Ts1234(1) ( )( )(1)()s TsR sE ss TsK KKK s系统在输出端定义的稳态误差为 E123434( )(1) ( )( )( ) (1)()()E ss TsR sE sH ss TsK KKK sKK ss0s01234(1)( )( )limlim (1)() (1)sss TsesE ss TsK KKK s s Ts 2 3222s0s043412431234123( )( )limlims()(2)ssTssesE sTKTKKK K KsKK K K KsK K K 由上式可知，当 s 趋近于 0 的时候，系统的由输出端
6、定义的稳态误差趋近于 0,所以这一小 问可能有问题，但我不知道问题在哪，希望您能给我指出来！ （二） 计算机验证 （1）系统的闭环传递函数为12 2 124123( )(1)K KG sTsK K KsK K K在保证系统稳定的情况下，取参数进行计算机验证，取 T=4,K2=1,K3=1,K4=3,K1分别取 1,2,3。 1当 K1=1 时，14321( )12112C ssss 上式的拉氏变换为21 34 1111691( )45202ttC teet下面是上式的图形：2当 K1=2 时24321( )24183C ssss 上式的拉氏变换为：11 24 2281( )2333ttC te
7、et下面是上式的图形：3 当 K1=3 时，34321( )36254C ssss 上式的拉氏变换为：41 94 32581161( )1611274ttC teet下面是上式的图形：小结：由以上三组图形可以看到，当 K1增大时，N(s)对 C(s)的影响减少。 （2）在保持系统稳定的情况下，取 T=4,K2=1,K3=1,K4=3,K1分别取 1,2,3。 1 当 K1=1 时，系统的误差信号以及其拉氏变换分别为： 13211 32 141( )121671 1( )(2)2ttsE ssssE teet 2 当 K1=2 时，系统的误差信号以及其拉氏变换分别为： 23217 38 241( )1225132 11717( )(17cosh()7 17sinh()1788ttsE ssssE teett 3 当 K1=3 时，系统的误差信号以及其拉氏变换分别为： 33215 34 341( )1234193 11313( )(13cosh()5 13sinh()1344ttsE ssssE teett 小结：由以上三组式子可以看到，当 t 趋向于 0 的时候，由输出端定义的稳态误差趋向于 0。所以这可能有点问题，也可能有错误，希望您能给我指出来！
