自控二阶系统分析ppt

1、 2013/12/11自控原理课程设计自控原理课程设计导航控制系统微分方程 数学建模 系统分析系统评价系统描述 此次我研究的系统为一个二阶典型电路系统，它的原型是红外成像导引头跟踪回路。它利用目标的红外辐射特性完成对目标的搜索、识别与跟踪，并以其较强的抗干扰能力和精确的命中精度成为当今导弹制导技术发展的重要方向之一。红外成像引导头采用手动跟踪与自动跟踪相结合的方案，利用陀螺的定轴性和进动性实现稳像以及对目标的跟踪。其中，引导头角跟踪系统是实现整个导弹武器系统精确命中目标的关键技术之一，其品质将直接决定红外成像导引系统能否快速、平稳、准确地跟踪目标。因此，有必要对该导引头角跟踪系统的建模和仿真进

2、行研究。 同轴式导引头跟踪回路1同轴式导引头跟踪回路框图光学系统推挽放大器调制器探测器误差信号处理力矩产生器陀螺仪gIq系统的输入信号:目标视线相对于基准线的夹角q, 系统的输出信号:误差信号处理电路的电信号Ig.反馈信号:光学系统轴相对于基准线的夹角q驼.同轴式导引头跟踪回路框图q驼控制系统电路图Proteus仿真电路图仿真电路图数学建模-微分方程的拉氏变换 运放运放1：比例环节（光学系统）：比例环节（光学系统）UiU0数学建模-微分方程的拉氏变换运放运放2：惯性环节（调制器和探测器）：惯性环节（调制器和探测器） UiU0 ()= (s)= = = (= =-2, =200K*0.1=0.0

3、2s) 数学建模-微分方程的拉氏变换 运放运放3：比例环节（误差放大器和推挽放大器）：比例环节（误差放大器和推挽放大器）数学建模-微分方程的拉氏变换运放运放4 ：比例环节（力矩电机）：比例环节（力矩电机） ()= (s)= = (s)=- (= =0.01s) 数学建模-微分方程的拉氏变换运放运放5：积分环节（陀螺）：积分环节（陀螺） UiU0数学建模-系统框图111sTK0K2KsT213K同轴式导引头跟踪回路方块图321022212210)()(KKKKsTsTTsTKKKsqsIwgp系统传递函数：gIq数学建模-传递函数 二阶系统 开环传递函数其中，, = 闭环传递函数其中, = k0

4、k0分析分析方法根轨迹时域频域分析时域分析阶跃响应cleart=0:0.1:10;num1=0.4 0;den=0.02 0.1 8;sys1=tf(num1,den);y1=step(sys1,t);plot(t,y1,k)grid012345678910-0.6-0.4-0.200.20.40.60.8分析根轨迹clearnum=16;den=0.02 0.1 0;sys=tf(num,den)rlocus(sysclearnum=16;den=0.02 0.1 0;sys=tf(num,den)rlocus(sys)bode-100-50050-800-600-400-200020040

5、0600800Root LocusReal Axis (seconds-1)Imaginary Axis (seconds-1)分析频域分析（1）正弦响应Bode图开环clearnum=16;den=0.02 0.1 0;sys=tf(num,den)bode(sys)-40-200204060Magnitude (dB)10-1100101102-180-135-90Phase (deg)Bode DiagramFrequency (rad/s)分析频域分析（2）nyquist图开环 clear num=16; den=0.0002 0.01 0; sys=tf(num,den) nyquist(sys)闭环 clear num=16; den=0.0002 0.01 4; sys=tf(num,den) nyquist(sys)-8-7-6-5-4-3-2-10-150-100-50050100150Nyquist DiagramReal AxisIm