连续系统仿真实验—大型雷达天线控制系统的仿真设计

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1、连续系统仿真实验天线电机1电机2C1C2JJ1J2U2U1w2w1wqM0——大型雷达天线控制系统的仿真设计一、双电机驱动系统CMC2CCe-++-+-JfKkvkvskekis++++-+++--evvsisuiMc1、速度环仿真设计u对4阶系统求解Reccate方程，求得相应的反馈系数；u计算在单位扰动下的过渡过程。n和速子空间全状态反馈系数计算：系统参数结构参数数值单位设计参数R2欧姆KisL0.25亨KωsK100KωCe0.544伏/秒KεCm0.055公斤米/安JM5.66×10-4公斤米/秒2fM0.0019KidC0.517公斤米/弧度KωdJ

2、11.856×10-4公斤米/秒2f0采用二次型性能指标：P为Riccate代数方程的解：（1）全状态反馈系数阵：（2）Riccate代数方程求解方法：将（1）式两边加整理得（3）迭代计算：l令计算得到T，Ml将T，M代入（3）计算得到，直到满足：l注意：P为对称阵，若系统为N阶，则只有N（N+1）/2个线性无关的Pij代数方程。在如下Q阵及R阵下的反馈系数阵：计算收敛准则为：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：KnC2C2Cm1C1C1Ce1Ce2Ki1Ki2------+-+***Cm2-

3、++--++++++--++-+M+-给定信号扰动信号f2f1已知参数值及设计参数表结构参数数值单位结构参数数值单位设计参数数值R12欧姆Cm10.055公斤米/安Kn100/27.9R22欧姆Cm20.055公斤米/安KT1L10.25亨Tω10.0034秒Ki1已求L20.25亨Tω20.0034秒Ki2已求Ks127.9J15.66×10-4公斤米/秒2Kω1已求Ks227.9J25.66×10-4公斤米/秒2Kω2已求Ts10.0033秒C10.517公斤米/弧度Kε已求Ts20.0033秒C20.517公斤米/弧度Kω已求Ce10.544伏/秒J11

4、.856×10-4公斤米/秒2Kp设计Ce20.544伏/秒f0.0019Tp设计1、线性系统设计l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）。l位置环要求无静差，因此加比例积分校正。l按单位阶跃输入，仿真确定Kp和Tp，输出过渡过程θo曲线。l然后加单位阶跃扰动Mc，输出过渡过程θo曲线。lKp初值可设在15~25之间，Tp初值可设在0.15~0.30。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

5、如下：KnC2C2Cm1C1C1Ce1Ki1Ki2KTCe2Ki1Ki2------+-+***Cm2-+++++-++--++++++--++-+M+-可控硅死区可控硅死区齿轮间隙齿轮间隙给定信号信号放大非线性电压饱和非线性电压饱和非线性消隙非线性电机摩擦系数非线性扰动信号l非线性模型及环节参数非线性环节说明如下（参见图）-0.25170.2517齿轮间隙-1.2V1.2V可控硅死区10V-10V10V-10V电压饱和非线性10V-10V10V-10V信号放大非线性0.21450.13750.088-0.088-0.1375-0.2145-113.7-27.

6、97-8.538.5327.97113.7K4=0.00046K3=0.0009K2=0.0025K1=0.013ω电机摩擦系数非线性f=0.0019-6.01-3.0103.016.011.46V消隙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θo曲线，然后加延迟2秒单位阶跃扰动M，输出过渡过程θo曲线。02秒t1扰动信号θi02秒t1给定信号θi给定信号与扰动信号如下图（为延迟2秒的单位阶跃）三、实验准备及要求1、速度环设计u编写求解Reccate方程的程序u对4阶系统求解Reccate方程，求得相应的反馈系数；u计算在

7、单位扰动下的过渡过程。2、线性系统位置环设计u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）。u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θo曲线。u然后加单位阶跃扰动M，输出过渡过程θo曲线。uKp初值可设在15~25之间，Tp初值可设在0.15~0.30。1、非线性系统仿真u根据实验要求和仿真对象实际，修改CSS02.C程序。u对非线性系统，按延迟2秒单位阶跃输入，仿真调整Kp和Tp，输出过渡过程θo曲线，u然后加延迟2秒单位阶跃扰动M，仿真输出过渡过程θo曲

8、线。4、实验总结u分三部分写出实验总结