伺服系统实验报告

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1、南京理工大学伺服系统实验报告交流数字伺服系统位置控制器设计及调试一、实验目的：1、掌握交流数字伺服系统的结构和特性；2、掌握数字控制器的设计方法；3、掌握实际伺服系统位置控制器的设计及调试方法。二、实验要求：通过实验方法了解交流数字伺服系统的特性，在此基础上自行设计数字位置控制器实现位置闭环控制，并通过调试不断修正控制器的结构和参数，使之能够匹配被控对象，满足系统的各项性能指标。三、实验内容：1、运用运动控制原理及相关知识，针对实验系统特性设计并调试数字位置控制器；2、计算系统当前的各项性能指标

2、，将此计算量与期望的性能指标进行比较，若不满足则继续进行位置控制器调试，直至全部达到要求。四、实验步骤：1、在MATLAB中搭建被控对象的仿真模型，自行设计相应的位置控制器，进行仿真调试，积累控制器设计的基本经验和调试步骤，并初步确定位置控制器的结构和参数；2、在交流数字伺服系统实验软件的doubleMySm()函数中编写数字位置控制器算法，编译通过后打开实时监控窗口，逐步进行实际系统的调试；3、分别选择输入信号为阶跃信号、斜坡信号和正弦信号进行实验，计算各输入信号下的各项性能指标并与实验指标要

3、求比对，若未全部满足则不断修正控制器结构和参数，最终实现在相同的控制器下同时满足所有性能指标要求。五、实验指标要求：A、阶跃信号输入：100mil静差<0.5milσ%<1～2mil2900mil调节时间<3.5s静差<0.5milσ%<5mil振荡1～1.5次B、斜坡信号输入：低速:0.01°～0.1°/s无爬行现象高速:100°/s静差<±2.5milC、正弦信号输入：周期6.28s幅值1000mil静差<±3.5mil六、实验报告内容：1、利用MATLAB软件仿真交流数字伺服系统（1）、仿

4、真实验的交流数字伺服系统结构参见下图，其中速度伺服单元的传递函数为：（2）、控制器参数（3）、各输入信号下的系统响应曲线和误差曲线A、阶跃信号输入：　　　　　　输入输出信号波形比较输出信号波形　　　　　　　　　干扰信号B、斜坡信号输入：　　　　　　输入输出信号波形比较输出信号波形　　　　　　　　　干扰信号C、正弦信号输入：　　　　　　输入输出信号波形比较输出信号波形　　　　　　　　　干扰信号2、数字位置控制器算法程序及其控制参数；（1）算法程序：｛floatsum=0.0，control=0.0

5、；floate0=0.0，e1=0.0；floatkp，ki，kd；e0=Error[9999];e1=Error[9998];sum=sum+e0;control=kp*e0+ki*sum+kd*(e0-e1);return(control);}(2)控制参数参数KpKiKd数值1.790.60.8A阶跃信号相关数据:稳态误差超调量调节时间1.11.30.25B斜坡信号相关数据：　　　　均方差：2.3C正弦信号相关数据：速度高速低速均方差2.41.33、实验心得：七、思考题：对于伺服系统而言，

6、实际系统所表征出来的特性与理想情况下的有何差异？试分析造成差异的原因。答：理想情况下的系统处于空载状态，实际系统是存在负载误差的，这些导致了对电机建模时一些参数的不同，出现差异。原因：输出和采样信号不连续导致信号失真，控制程序编写简单，实际系统中电机等实验装置的差异。