1、自動控制原理大作業(yè)1.題目在通常情況下，自動導(dǎo)航小車（AGV）是一種用來搬運物品的自動化設(shè)備。大多數(shù)AGV都需要有某種形式的導(dǎo)軌，但迄今為止，還沒有完全解決導(dǎo)航系統(tǒng)的駕駛穩(wěn)定性問題。因此，自動導(dǎo)航小車在行駛過程中有時會出現(xiàn)輕微的“蛇行”現(xiàn)象，這表明導(dǎo)航系統(tǒng)還不穩(wěn)定。大多數(shù)的AGV在說明書中都聲明其最大行駛速度可以達到1m/s，但實際速度通常只有0.5m/s,只有在干擾較小的實驗室中，才能達到最高速度。隨著速度的增加，要保證小車得穩(wěn)定和平穩(wěn)運行將變得越來越困難。AGV的導(dǎo)航系統(tǒng)框圖如圖9所示，其中 。為使系統(tǒng)響應(yīng)斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差僅為1%，要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)為100。試設(shè)計合適的滯后校正

2、網(wǎng)絡(luò)，試系統(tǒng)的相位裕度達到，并估計校正后系統(tǒng)的超調(diào)量及峰值時間。2.分析與校正主要過程2.1確定開環(huán)放大倍數(shù)K（s0）解得K=1002.2分析未校正系統(tǒng)的頻域特性根據(jù)Bode圖：穿越頻率相位裕度未校正系統(tǒng)頻率特性曲線由圖可知實際穿越頻率為2.3根據(jù)相角裕度的要求選擇校正后的穿越頻率現(xiàn)在進行計算：則取可滿足要求2.4確定滯后校正網(wǎng)絡(luò)的校正函數(shù)由于因此取，則由Bode圖可以列出解得于是則滯后網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為，2.5驗證已校正系統(tǒng)的相位裕度已校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：相位裕度校正后的相位裕度大于50°，滿足設(shè)計要求。下圖是校正后的系統(tǒng)函數(shù)頻率特性曲線。由圖可以得到已校正系統(tǒng)穿越頻率為9.26

3、rad/s。2.6根據(jù)校正函數(shù)估算系統(tǒng)超調(diào)量和峰值時間諧振峰值超調(diào)量，得到峰值時間下圖是手畫出校正前，校正后，校正函數(shù)的Bode圖2. 7已校正系統(tǒng)的閉環(huán)階躍響應(yīng)已校正系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為則已校正輸出量的單位階躍響應(yīng)如下圖所示對于已校正系統(tǒng)超調(diào)量峰值時間，可見，在系統(tǒng)添加串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)后，系統(tǒng)阻尼程度增加了，且校正后的系統(tǒng)阻尼程度足夠大，響應(yīng)速度也更快。3. 校正裝置電路圖4. 設(shè)計結(jié)論系統(tǒng)在校正后，相角裕度為51.2°，達到了預(yù)期設(shè)計要求，且校正后的系統(tǒng)更加穩(wěn)定。可見通過串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)，不僅使得AGV的導(dǎo)航系統(tǒng)變得穩(wěn)定，其動態(tài)性能也符合了實際要求。5. 設(shè)計心得體會經(jīng)過本次自動控制原理設(shè)計滯后校正網(wǎng)絡(luò)，對于滯后校正，包括對超前校正和滯后超前校正的原理有了更加深入的認識，對于如何設(shè)計滯后校正網(wǎng)絡(luò)以及其他校正網(wǎng)絡(luò)的步驟更加熟練，同時利用Matla