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1、地空导弹姿态控制回路AD 作者: 日期:CAD课程设计 题 目:地空导弹姿态控制回路CAD 系 部:计算机科学系 专业名称:计算机应用技术(控制方向） 班 级：2计算机应用技术(二）班 姓 名：江 灏 学 号：A123Z050020 指导老师:周 庆 国 日 期：2014年11月2日 前言地空导弹是现代防空作战的重要武器。随着现代战争的发展，地空导弹武器系统已成为国土防空的基础,要地防空的支撑力量,部队作战行动的对空保护伞，并将在夺取制空权中发挥重要作用。了解地空导弹的发展过程、战术技术特点及未来发展趋势，不管是对合理使用地空导弹武器与敌空袭兵器作战,还是对有效打击敌防空体系，都有十分重要的意
2、义。地空导弹一般由弹体、推进系统、控制和导引系统、引战系统和电子系统等几部分组成。其中的控制系统是地空导弹的一个重要组成部分,它一般为自动驾驶仪和简易惯导装置,其功能是通过控制作用使导弹的运动状态按预定的要求变化,当导弹受到干扰时能克服干扰,使导弹稳定在给定的弹道上。在对导弹控制系统进行方案设计和参数选取时,一般先要进行数字式仿真,以加快研制速度，降低研制费用，减少试验次数。目前,控制系统的数字仿真分析基本上是一种试探过程。首先要设计总体方案和获取有关的数据，然后由设计者根据总体性能要求采用高级语言编程进行仿真计算,仿真完后根据仿真计算结果,修改有关设计参数,再进行新一轮仿真计算,直到达到设计
3、要求为止。当前,随着计算机辅助设计(CAD)和仿真技术的发展，为导弹总体及控制系统设计提供了很大方便,它使设计者摆脱了传统设计过程中的庞大的数值计算、数据管理以及烦杂的图解分析,可以扩大设计方案的选择性和加速接近最优方案的进程,提高设计品质,缩短设计周期,减少设计费用。目录一.题目分析1.信号放大器12.功率放大器13.电动舵机24.传动机构（齿轮系)25.角度传感器(旋转电电信计） 26.某型地空导弹姿态控制回路AD 3二.稳定性分析1求开环传递函数的程序.例题三.串联滞后超前校正1.方法2例题8总结 14参考资料 15一、题目分析信号放大器u0(0/k）u1-(105k）2=-0(u1+u
4、)1u0/(u1+u2）=202功率放大器1200mA 5VAK2=0.2AV=0.3.电动舵机实测单位阶跃响应曲线：转动角速度10s指令:1V10超调量5%1(s)=传动机构（齿轮系）2(）=5(齿轮系具有记忆（积分）效应)5.角度传感器（旋转电电信计）K3=1/1（)0.056.某型地空导弹姿态控制回路CAD系统组成方块图 参考动态结构图 要求稳定且稳定裕量为:相位裕量30幅度信号6d校正后Kv5(可以采用滞后一起超前校正货P2D控制）二.稳定性分析 由的条件可以知道超调量52 ts10根据公式所以=0 由 所以n=2 又所以 1. 求开环传递函数的程序:clcK1=20;=0.2;K3=
5、1/1;num1=4;de1=108 ;G1tf（nm1,den1）num25；de2=1;G2t(num2，en2);Gk=f(K2*K1*G2)窗口显示：G1 - s2 + 8 + 4 Cotiuus-timtrnfe functinG 4.44 - s2 0.8 s Cntinuou-tietrnsferfunction.2.已知单位反馈系统的开环传递函数为(s)=(9）(7.2)+36s,试判断系统是否稳定。解：首先求系统的闭环传递函数,在MALA的命令窗口依次输入下面的命令:num=;d=9 7.236 0;t(m,de）Gb=fedack(k,1,-1）所得结果为：Gk 0 - 9
6、 3 + 7. s2+ 36s Contius-tmtrnsfer ction.b = 4 - 9 s3 + 7.2 s2 + 36 + 40 Continuouse tranferfuncion（1）即特征方程为:9s37.2s2+3s+0=,利用roots()函数，可以求得特征方程的根。在命令窗口输入： r=ros（72 36 0)所得结果为： 1222 + 2.0592 0.122- .0592i 1.0444 因为特征根的实部有正有负,所以系统不稳定的。（2）在命令窗口输入“zmap(Gb)”绘制出闭环系统的零、极点图,如图所示:由图可知,因为系统的3个闭环极点分布并不在同一S平面虚轴
7、的一侧，所以,闭环系统是不稳定的。三.串联滞后超前校正1.用频率法设计系统串联滞后超前校正装置的一般步骤可归纳如下：(1)根据稳态误差的要求,确定开环增益K。（)利用已确定的开环增益，画出未校正系统的Bode图，确定未校正系统的相位裕量和幅值裕量h0。(3)若未校正系统的相位裕量和幅值裕量h0不满足要求，则应选择未校正系统的相位穿越频率相频（）-0的频率g作为校正后系统的截止频率c。(4)选择滞后校正部分的转折频率1=1/T1=(0.11),由此确定T1,通常取10。（5）校正后系统在c处的幅频值必须为0dB,据此可确定超前校正部分的参数T2。(6)画出校正后系统Boe图,验证性能指标是否符合
8、要求，若不满足要求，可适当调整参数,重新计算。2 已知单位负反馈系统的开环传递函数为Gk(s）=/(9s3）+(.22)+36,要求稳定且稳定裕量为:幅值裕量h6dB,相位裕量0，试通过分析确定传递函数的稳定性。解:(1)在命令窗口输入以下命令求得校正前系统的相位裕量和幅值裕量h，命令如图所示：um=；e=9 .2 36 ;Gm,Pm，g，c=marn（0,de0)dsp（幅值裕量=，numst(40*g10(Gm）),(dB) 相位裕量=,num2str（0),（度)）所得结果为:Gm= 0.72m -27.54g = 2Wc = 2.194幅值裕量=-5.767（B) 相位裕量=-27.5
9、2(度)即h=-57067（),-27.42,可知原系统的性能指标不符合要求，且系统是不稳定的。(2)参考课本编写以下ALAB程序设计滞后超前校正装置:cc;clf；clernum040;en0=9.2360；G0=（u0,den0）G0,Pm0,g0，W0=marin(G)；c=W0;1=Wc/10;=0;numc1=1/,1；dec1a/w1，1;G1=f(numc1,denc1)w2=w1;w=ogspce(-,2)；n=fid(a(w-g）m(bs(-0)）;g(n)；whil（ag（n)1) numc2=1/w2,1;enc2/（a*w）,1; t=t（nmc2,enc2）; Gk=
10、0*Gc1*G2t; w=w+0.01; mg,pase=ode(kt，);nGc2=c2G=Gktfur(1)Gm,m,Wg,Wcmarin(k);dis（校正后幅值裕量=，umtr(4*lo10（Gm)）,(dB) 相位裕量=,um2sr(Pm）,(度)bode(G0,b,G,r,GcGc2，g);gridgtt(校正前）；gext(校正后);gext(校正装置)gtext(校正前);gtxt(校正后);gtxt（校正装置）Gfdback（Gk,1)fur(2)step(Gb)；grid程序运行后，得到如图所示系统校正前后的Bo和如图所示的系统校正的单位阶跃响应曲线，并在命令窗口显示：G1= 5 s - 0 s 1 Coniuu-timetnsfefucion.Gc2= 4.545 s - .455 s + Contnous-time trnsfer function.k= 09.1 s2 +8 s+40 -
