二阶系统变阻尼技术的研究毕业论文.doc

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书二阶系统变阻尼技术的研究毕业论文目录摘要IABSTRACTII目录III第1章绪论11.1研究背景11.2国内外研究现状21.3本课题的主要研究工作3第2章阻尼比对二阶系统动态特性的影响42.1二阶系统的阶跃响应42.2二阶系统动态指标72.2.1过渡过程的品质指标72.2.2误差泛函积分评价指标82.3欠阻尼二阶系统动态性能指标与阻尼比的关系82.4小结11第3章变阻尼控制改善二阶系统动态特性123.1测速反馈控制12

2、3.2变阻尼控制的基本原理133.3线性变阻尼控制143.4分段线性变阻尼技术163.5非线性变阻尼控制技术173.6小结19第4章变阻尼控制改善二阶系统的抗干扰性能204.1干扰信号作用时偏差的变化规律204.2超调过程e及ec变化规律214.3变阻尼抗干扰及抑制超调方法224.4小结24第5章模糊变阻尼控制255.1模糊控制基本原理255.2模糊变阻尼控制器设计265.3仿真分析285.4小结30共Ⅳ页第I页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第6章变

3、阻尼控制仿真系统316.1利用SIMULINK工具箱建立变阻尼控制系统仿真模型316.2编写S函数336.3利用图形用户界面(GUI)建立模糊推理系统(FIS)346.4小结35结论36参考文献38致谢39共Ⅳ页第I页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书第1章绪论1.1研究背景在现代的工业、农业、国防和科学技术领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，就是采用控制装置使被控对象（如机器设备的运行或生产过程的的进行）自动地按照给定的规律运行，使被控

4、对象的一个或多个物理量（如电压、电流、速度、位置、温度、流量、浓度、化学成分等）能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。[1]常用的典型输入信号有阶跃函数、斜坡函数（等速度函数）、抛物线函数（等加速度函数）、脉冲函数及正弦函数。这些都是简单的时间函数，用它们作为输入信号，可以较容易地进行数学分析和实验研究院。本文采用的阶跃函数为输入信号。在输入单位阶跃信号作用下，任何一个控制系统的时间相应都由动态过程和稳态过程两部分组成。控制系统技术性能的好坏，一般从动态过程及稳态精度去衡量。工程上对自动控制系统的基本要求归纳为稳定性、快速性和

5、准确性三个方面，即稳、准、快。稳定性是评价自动控制系统能否正常工作的首要问题，它是评价系统在过渡过程中的振荡倾向和重新建立平衡状态的能力，一个可以实际运行的控制系统必须是稳定的。快速性评价控制系统的响应速度，由于控制系统总包含一些惯性元件，在输入信号作用下，其响应总要经历一个动态过程才能达到稳态值。动态过程时间长，说明系统的控制动作反映迟钝，难以复现快速变化的输入指令信号。因此，在控制工程中，希望动态过程时间愈短愈好。准确性描述系统的控制精度，一般采用稳态误差来度量。研究线性系统在零初始条件和单位阶跃信号输入下的响应过程曲线，可以

6、知道，系统动态性能由超调量、调节时间、震荡次数、延迟时间、上升时间和峰值时间组成。其中响应的快速性，由上升时间和峰值时间表示；对所期望响应的逼近性，由超调量和调节时间表示。用二阶微分方程描述的系统，称二阶系统。它在控制系统中应用极为广泛。例如，R-L-C网络、忽略电枢电感后的电动机、弹簧－质量－阻尼器系统、扭转弹簧系统等等。此外，许多高阶系统，在一定条件下，往往可以简化成二阶系统。因此，深入分析二阶系统性能、改善二阶系统性能具有较大的实际意义。阻尼比和无阻尼自然震荡角频率影响了二阶系统的许多性能参数。阻尼比对二阶系统的动态性能影响

7、很大，根据《自动控制理论》介绍，二阶系统动态性能的各项指标是相互矛盾的。比如在一定的情况下，为了减小上升时间需减小阻尼比，但阻尼比较小后，造成超调量的增大。因此，二阶系统的上升时间和超调量两个指标是相互矛盾的，不能同时达到最佳效果。工程上一般采用折中办法（取=0.707作为最佳阻尼比[2]）或用补偿方法解决这一矛盾。改善二阶系统动态性能的方法有多种，其中比例一微分控制（PD共39页第38页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊安徽工业大学毕业设计（论文）说明书）和测速反馈控制是两种常用的方法

8、。这两种方法都是以增大系统阻尼方式来改善系统动态性能。其中比例一微分控制对噪声有明显放大作用，当系统输入端噪声严重时，一般不宜选用比例一微分控制。同时，微分器的输入信号是偏差差信号，信号点贫富低，需要相当大的放大作用，为了使噪声比不明显恶化，需要采