1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 控制工程基礎(chǔ)大作業(yè) 打印機中打印輪控制系統(tǒng)分析 學(xué)院：機械工程及自動化學(xué)院 班級：車輛工程2班 姓名： 學(xué)號： 圖1 圖1所示為打印機中打印輪控制系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)由打印輪（負載）、直流電動機及用于速度反饋的增量編輯器等組成。打印輪一般有96個字符位置。控制打印輪的位置，就是使需要的字符放在硬拷貝打印錘前。打印輪直接安裝在電動機軸上能在正反兩個方向旋轉(zhuǎn)。編碼器是一種將直線或旋轉(zhuǎn)位移變換為數(shù)碼或脈沖信號的裝置。打印輪控制系統(tǒng)的控制目標(biāo)是控制打印輪的位置。其原理是：當(dāng)給出

2、打印某個字符的指令時，通過指令傳輸電路，控制系統(tǒng)首先將它轉(zhuǎn)換成總距離及行進方向信號，然后命令電動機驅(qū)動打印輪去校正位置。在此過程中，控制系統(tǒng)首先通過速度控制方式，驅(qū)動電動機打印輪系統(tǒng)按一定規(guī)律的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)負載驅(qū)動到希望的位置附近后，通過位置控制方式，把位置誤差控制到零，驅(qū)動打印輪在沒有延遲或過大震蕩的條件下盡快精確到位。對于編碼器誤差檢測器，有 . .式中：編碼器增益。在位置控制方式中，微處理機只不過把編碼器的輸出與給定參考位置進行比較，在送出與該兩信號之差成比例的誤差信號。對于增益為的功率放大器，有 .對于永磁直流電動機，有 . = 4 * GB3 * MERGEFORMAT . = 5

3、* GB3 * MERGEFORMAT . = 6 * GB3 * MERGEFORMAT . = 7 * GB3 * MERGEFORMAT 式中：電動機反電動勢常數(shù)； 電動機轉(zhuǎn)矩常數(shù)； 電動機轉(zhuǎn)速； 電動機輸出轉(zhuǎn)矩； 折算到電動機軸上的總轉(zhuǎn)到慣量； B折算到電動機軸上的總粘貼阻尼系數(shù)； 其余符號意義見圖1。電動機輸出量為 . = 8 * GB3 * MERGEFORMAT . = 9 * GB3 * MERGEFORMAT （1）取式 = 9 * GB3 * MERGEFORMAT 的拉氏變換，可以畫出以為輸入、為輸出的系統(tǒng) 框圖，如圖2所示。 圖2由此可求出系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)為 開環(huán)傳遞函

4、數(shù)為 式中，；。 現(xiàn)取=1，=0.04L，J=0.1,=1.2Nm/A，B=0.2Nms/rad，=4，=2。 代入以上數(shù)據(jù)得出 （2）當(dāng)時 （3）利用Matlab軟件繪制該二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線,其程序如下： num=9.6; den=0.1 1.4 9.6; step(num,den); grid該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線如圖3所示 圖3由圖3可得該系統(tǒng)的上升時間=0.222s 峰值時間=0.461s 最大超調(diào)量=4.04% 調(diào)整時間=0.606s 振蕩次數(shù)N=1（4）利用Matlab軟件對該二階系統(tǒng)進行穩(wěn)態(tài)分析 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性：求該系統(tǒng)的

5、閉環(huán)極點 Matlab計算程序： num=9.6; den=0.1 1.4 9.6; p,z=pzmap(num,den); pzmap(num,den); title(Pole-Zero Map); hold on; roots(den) 計算結(jié)果 ： ans = -7.0000+6.8557i -7.0000-6.8557i 系統(tǒng)的閉環(huán)零極點分布如圖4所示。 由計算結(jié)果可知，該系統(tǒng)的2個閉環(huán)極點均具有副實部，故系統(tǒng)穩(wěn)定。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差： Matlab程序為：num=9.6; den=conv(1 0,01 1.4 9.6); s1=tf(

6、num,den); sys=feedback(s1,1); t=0:0.01:0.1; num1=sys.num1; den1=sys.den1,0,0; sys1=tf(num1,den1); y1=step(sys1,t); num2=1; den2=1 0 0 0; sys2=tf(num2,den2); y2=impulse(sys2,t); subplot(121),plot(t,y2,y1),grid subplot(122),es=y2-y1;plot(t,es),grid ess=es(length(es); ess其結(jié)果為：誤差曲線圖5所示 圖5（5） = 1 * GB3 *

7、 MERGEFORMAT 利用Matlab軟件繪制該系統(tǒng)的伯德圖,其程序如下： num=9.6; den=0.1 1.4 0; bode(num,den) grid 該系統(tǒng)的伯德圖如圖6所示 圖6利用Matlab軟件繪制該系統(tǒng)的尼奎斯特圖,其程序如下： num=9.6; den=0.1 1.4 0; nyquist(num,den) grid 該系統(tǒng)的尼奎斯特圖如圖7所示 圖7 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 求系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量、幅值穿越頻率、相位穿越頻率 Matlab程序如下： den=0.1 1.4 0; num=9.6; gm,pm,wcg,wcp=margin(num,de