基于matlab的伺服系统控制器的设计

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1、哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）摘要文中叙述了伺服系统的国内外现状。分析了时域指标与频域指标之间的关系。给出了典型二阶控制系统时频指标的关系式，及用于工程计算的高阶系统时频关系的近似计算公式。论述了系统控制器的设计方法，并详细分析了串联补偿控制器的综合设计方法，为简化高阶控制系统的控制器的设计过程，给出了高阶控制系统的降阶方法，并做了仿真实验。结果表明：在一定条件下高阶控制系统可以用一个低阶的控制系统模型替代。在理论分析基础上，编写了线性控制系统时域特性分析程序和串联补偿控制器的设计程序，该程序又根据系统模型和期望特性，设计出串联补偿控制器。经

2、仿真验证，利用编写的程序，设计出串联补偿控制器，可以满足设计系统的性能指标要求。关键词：伺服系统，控制器参数，MATLAB仿真，伺服系统性能指标-42-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）AbstractThepaperdescribesthestatusoftheservosystemathomeandabroad.Itanalyzestherelationshipbetweentimedomainandfrequencydomain.Therelationshipoftypicalsecond-ordercontrolsystemisgiven

3、,andhigh-endcomputingsystemsforengineeringtime-frequencyrelationshipisformulated.Thispaperdicussedthesystemcontrollerdesignmethod,andadetailedanalysisoftheseriescompensationcontrollerintegrateddesign,advancedcontrolsystemtosimplifythecontrollerdesignprocess,andgavethereductio

4、nmethodofhighordercontrolsystem,anddidsimulation.Theresultsshowedthat:undercertainconditions,higherordercontrolsystemcanusealow-levelcontrolsystemmodelinstead.Basedonthetheoreticalanalysis,thepreparationofalineartime-domaincharacteristicsofcontrolsystemsanalyzedprogramandseri

5、escompensationcontrollerdesignprocedure.Theprocedureisexpectedaccordingtothesystemmodelandfeatures.Atlastthispaperdesignaseriesofcompensationcontroller.Withthehelpofwrittenprocedures,thesimulationdesignedseriescompensationcontroller,threrforthesystemperformancetomeetdesignreq

6、uirements.Keywords：Servosystem,Controllerparameter,MATLABsimulation,Servosystematicfunctionindex-42-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1课题研究的背景和意义:11.2伺服系统设计方法的研究现状21.3研究内容3第2章伺服系统控制器设计52.1伺服系统的性能指标52.1.1控制系统稳态性能指标52.1.2控制系统动态性能指标62.2伺服系统时域性能指标与频域指标的关系82.2.1二阶系统的时域与频域性能指

7、标的关系82.2.2高阶系统的时域与频域性能指标的关系102.3控制器的设计方法162.3.1期望开环频率特性的确定162.3.2串联校正环节的设计192.3.3PID参数的确定252.4数字控制器的设计252.5高阶伺服系统的降阶262.6本章小结28第3章基于MATLAB的计算机辅助设计293.1MATLAB控制工具箱简介293.2系统的时域与频域性能指标分析323.3串联校正环节363.4本章小结38结论39参考文献40致谢42-42-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1课题研究的背景和意义:伺服系统是用来精确地跟随或复现某个

8、过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是