三轴转台内环控制系统【哈工大自动控制原理大作业】

1、赢必甯甯，聋上摩h-rr、 Harbin Institute of Technology三轴转台内环控制系统课程名称：自动控制原理院 系：班 级：设计者：学 号：设计时间：.1背景描述三轴转台是应用在半实物仿真系统中，研究的主要内容是三轴转台的内环控制系统模拟被测物体姿态变化的装置。本文问题描述技术要求：最大角速度400o / s ,最大动态踪误差ess 0.02°；频带宽度48s 1 ,相位裕度45°。固有系统传递函数：原题如下：啦=25U(/) -+1)90.00318s +1)修改后如下：e _25UGT - s(Q. 0265sV 10(0. 00318s 

2、3; V)求解过程设G（s）二丽二西024加4 1）0 003188 7），GcS）为待定的补偿装置传递函数,Be(s) - Gc(s)Gots)?11eas(°°)=；=I imsG(s) 25占rt)设计要求为ess0.02°令二廿二太二最，贝u K=2系统开环传递函数如下:Gq(s)50s(0.0265s + 1)(0.00318s + 1)对数幅频特性方程如下:2OlelCol伴 1刈七*西蕊J仅 11201g X X 0 0265w0,00318”37, 736 < w < 314.44>5W > 314 465令201旦%(0)

3、|=0,得剪切频率wm=43.437相位裕度：Y0二 1800 - 90° - arctaMO 0265 X 43- 437) - arctan(0, 00318 X 43 437)= 33, 117°由bode图中校正前的图像可知需采用超前补偿的方法，加入校正装置如下:als + 1 Ah + 1跄=不二丁丁 = ，> 115 1 %'可求得：。巾=Y - 丫 口 + 4 = 45° - 33.117° + 100 = 21. 883。1 + s i n0rT令 23gL(JGI = 1Qlg ，得:wm二 52 849rad/sW1Wr

4、rT = 35.728 7a*= 73. 174所以民0.028s + 10 0128s - 1校正后的传递函数:Ge (写)GcGo50(0 023s + 1)s(Q. Q265s + 1)(0. 00318s + 1)(0 0494s + 1)校正后的相位裕度：ar ctan=180° 卜 arGtan(0.02e X 52, 849) - 90C - arctan(0. 0265 X 52 049) (0.00318 X 52. 849) - ar<tan(0.0128 X 52. 849) - 47. 86严性能要求系统相位裕度为 45°,而校正后的系统相位裕

5、度为47. 861、符合要求。令万情|备(讪=0,得校正后的剪切频率：wc - 85. OQBr«d/s > 48rad/s校正前与校正后的系统 bode图如下:四、计算机辅助设计于统校正前mdeHFion Ifil To Trsnssr F-cni1- - -b - rIQ 重生 jd/s >Fiefl u #moy iiao/e)sya-ijan: irsysiPI 43? Na 1 ：.r Miy MfluumAt "recnieficy (rad/B) 36Ctowd sbie* y&s观察系统的单位阶跃相应曲线:六、 结论校正后的传递函数:Ge(s) - Gc(c)Gq(s)50(0.023s + 1)s(0.0265s * 1)(0700318s + 1)(0- 0494s i 1)校正后的相位裕度:y - 47. 8