《计算机仿真技术》课程讲义教案实验1：大型雷达天线控制系统的仿真设计

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1、连续系统仿真实验大型雷达天线控制系统的仿真设计一.双电机驱动系统561＞速度环仿真设计♦对4阶系统求解Reccate方程，求得相应的反馈系数;♦计算在单位扰动下的过渡过程。■和速子空间全状态反馈系数计算：K一厶ooO+・z®£0oJJo1-C0厶九TMc一丿oRVCXJJO-・・—・F・0一系统参数结构参数数值单位设计参数R2欧姆KisL0.25亨KcosK100Ko)Ce0.544伏/秒KeCm0.055公斤米/安Jm5.66x10-4公斤米/秒2/m0.0019Kidc0.517公斤米/弧度K(o(iJ11.856x10-4公斤米/秒2f0采用二次型性能指标：

2、丿U=-R[BTPXP为Riccate代数方程的解:全状态反馈系数阵:PA+ATP+PBR'BTP+Q=Ok=-RlBTP(1)(2)Riccate代数方程求解方法：将（1）式两边加-PBR'氏P整理得(3)P(A-BR}BTP)+(A-BR]BTP)P=-PBR}BTP-QPT+TTP=M迭代计算:•令=°计算得到T,MN•将八M代入⑶计算得到尺，£：，…，直到满足：工矿1-PJ

3、〔p°=■■00000000计算收敛准则为：2(<-^)2••,£=1015二、雷达控制系统位置环仿真设计加上位置校正，考虑测速机的时间常数，可控硅时间常数后的线性系统结构图如下:十M；11J扰动信号+'JSscoCi已知参数值及设计参数表结构参数单位结构参数单位设计参数数值数值数值R12欧姆Cml0.055公斤米/安Kn100/27.9R22欧姆Cm20.055公斤米/安KT1Li0.25亨Toi0.0034秒Ku已求L20.25亨Tg>20.0034秒Ki2已求Ksi27.9Jl5.66x10-4公斤米/秒2Kcol已求Ks227.9J25.66x10-4公斤

4、米/秒2K（t）2已求Tsi0.0033秒Ci0.517公斤米/弧度Ke已求Ts20.0033秒C20.517公斤米/弧度Ke已求Cel0.544J11.856x10-4公斤米/秒2Kp设计Ce20.544伏/秒f0.0019Tp设计1、线性系统设计•考虑到测速机的时间常数，可控硅时间常数等小时间常数的影响，利用CSS02.C,仿真调整原速度环设计参数（加单位阶跃）。•位置环要求无静差，因此加比例积分校正。•按单位阶跃输入，仿真确定Kp和Tp,输出过渡过程8o曲线。•然后加单位阶跃扰动Me,输出过渡过程0o曲线。•Kp初值可设在15~25之间，Tp初值可设在0.1

5、5〜0・30。2、非线性系统设计实际系统存在若干非线性环节，如放大器饱和、可控硅死区，电机摩擦非线性、齿轮间隙，以及为消隙引入的非线性等，系统结构图如下:•非线性模型及环节参数非线性环节说明如下（参见图）A信号放大非线性A电压饱和非线性1.2V/、・0.2517/1.2V/可控硅死区厶0.2517齿轮间隙消隙非线性电机摩擦系数非线性•实验要求对非线性系统，按延迟2秒单位阶跃输入，调整Kp和Tp,输出过渡过程°o曲线，然后加延迟2秒单位阶跃扰动M,输出过渡过程*o曲线。给定信号与扰动信号如下图（为延迟2秒的单位阶跃）012秒给定信号01012秒扰动信号01三、实验准

6、备及要求1、速度环设计编写求解Reccate方程的程序♦对4阶系统求解Reccate方程，求得相应的反馈系数;♦计算在单位扰动下的过渡过程。2＞线性系统位置环设计♦考虑到测速机的时间常数，可控硅时间常数等小时间常数的影响，利用CSS02.C,仿真调整原速度环设计参数（加单位阶跃）。♦位置环加比例积分校正，按单位阶跃输入，仿真确定Kp和Tp,输出过渡过程9o曲线。♦然后加单位阶跃扰动M,输出过渡过程0o曲线。♦Kp初值可设在15~25之间，Tp初值可设在0・15~0・30。3＞非线性系统仿真♦根据实验要求和仿真对象实际，修改CSS02.C程序。♦对非线性系统，按延迟

7、2秒单位阶跃输入，仿真调整Kp和Tp,输出过渡过程0o曲线,♦然后加延迟2秒单位阶跃扰动M,仿真输出过渡过程0o曲线。♦分三部分写出实验总结报告，包括实验内容.仿真结果、源程序清单CSS02.C程序可拷贝♦上机时间：第8、9周停课，具体时间请各班课代表找辅导老师落实。第10周交实验报告。