自控实验,梁宇,02020801,2007300541

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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: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:。该二阶系统的特征方程为:则根据劳斯判据可得:S22S1S020有劳斯表可以得知该二阶系统的稳定。0<<80K,系统为过阻尼二阶系统。=80K,系统为临界阻尼系统。>8

2、0K,系统为欠阻尼二阶系统。实验结果如图所示,此时为1.1K,系统为过阻尼二阶系统。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,希望您能帮助指正。谢谢。我的QQ: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

3、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。负载扰动N(s)_B(s)+R(s)预期的关节角+_控制器K1K3+K4sC(s)实际的关节角(一)手工解算(1)当R(s)=0时B(s)*=C(s)[C(s)*(-K1*(K3+K4s))]*=C(s)C(s)*(1+K1K3+K1K4s)=-C(s)=-由上式可知,当K1增大时,C(s)将

4、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,系统在输入端定义的稳态误差为E(s)E(s)=系统在输出端定义的稳态误差为E’由上式可知,当s趋近于0的时候,系统的由输出端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!(一)计算机验证(1)系统的闭环传递函数为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,,

5、上式的拉氏变换为下面是上式的图形:1当K1=2时上式的拉氏变换为:下面是上式的图形:3当K1=3时,上式的拉氏变换为: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。(1)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:2当K1=2时,系统的误差信号以及其拉氏变换分别为:3当K1=3时,系统的误差信号以及其拉氏变换分别为:小结:由以上三组式子可以看到,当t趋向于0的

6、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!

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