单闭环磁盘驱动读取系统性能分析与参数设计

课程设计任务书题目:单闭环磁盘驱动读取系统性能分析与参数设计初始条件：磁盘驱动系统的物理结构如图1所示，结构框图如图2所示。图1磁盘驱动系统物理示意图R(s)R(s)-C(s)AmplifierRLmsKCoilLoad）（1J1ss1)(sH传感器N(s)-aK图2磁盘驱动系统的结构框图图2中，Amplifier模块代表控制器，此处用比例控制器，coil模块代表执行机构，5000此处为电机，该模块的传递函数简化为G(s),load环节代表荷载，该模块的传递函s10001数为G(s)。s(s20)要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）求出系统的开环传递函数和闭环传递函数，分析系统的稳定性，如果系统稳定，求系统的稳态误差；分析磁盘驱动系统输出单调上升时，放大环节的放大系数Ka的变化范围，并用Matlab画出其根轨迹；分析Ka变化对系统动态性能指标的影响，并进行计算；设计系统在单位阶跃信号作用下超调小于4.3%时的Ka值，计算对应的其它动态性能指标；分析系统的频域性能指标；分析系统是否能跟踪单位斜坡输入和单位加速度输入；分析干扰信号N（s）为单位阶跃信号时，对系统性能的影响；对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算2编写程序1撰写报告2论文答辩1指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日\h目录单闭环磁盘驱动读取系统性能分析与参数设计 3 3.1 ¡¢£⁄¡¥ƒ§¤'“«‹›fiMATLAB fl–†‡·3.2¶3.2.1 • ‚„ § ”£»…‰ ¿`´ £ˆfi`´˜‚¯˘˙ ·fl¨¤fi˚¸´ ˝`´ ˛£ˇ• — · fi Æfl`´ ¥ƒ˝‚„£ª fiMATLAB Ł¥ƒ`´ ‚„·ØŒ‡º æ £ØŒˇ´ı ˇł ·3.2.2‚„N(s)øR(s)¤'œß 1 N(s)=0,R(s)=1/s¨lim § ´N(s)=0#‚$“«=10˚“«=%5“«=101(=)1+“()() «1 2 1 1(=)lim[ ]=001+“«1()2() fi›ł• · ø“«‹ · "() “()()!()= = «1 2 ()1+“()() «1 25000“ = « (+20)(+1000)+5000“«5000“ = « 3+10202+20000+5000“«30%“=60&fiMATLAB’(ı)*3˚4«#+’(%,-›num=[50000]den=[1,1020,20000,50000]step(num,den) 3-1=10 num=[150000]den=[1,1020,20000,150000]step(num,den) 3-2=30 =60¡¢£num=[300000]⁄den=[1,1020,20000,300000]⁄step(num,den)3-3=60¥ƒ§¤'“«(‹) C(s)= 2 N(s) 1+ «(‹)«(‹) 1 2=60›fiMATLABfl§¤'“4 –†‡·matlab¶ •‚£G=zpk([],[0-1000-20],7.5*1000*20);sys=feedback(G,1);figure(1);margin(G);gridfigure(2);bode(sys);gridfigure(3);step(sys); „”»…‰ ¿'“‡·•‚£武汉理工大学《自动控制系统》课程设计说明书图3-5系统开环对数幅频和相频曲线伯德图系统闭环对数幅频和相频曲线如下图：图3-6系统闭环对数幅频和相频曲线闭环系统单位阶跃响应曲线如下图：图3-7闭环系统单位阶跃响应曲线¡¢£⁄¥ƒ§¤=141'“«/‹¡›fi⁄¥ƒ§fl=7.07'“«/‹¡–†‡ƒ·=70.1deg¡¶†‡ƒ|G(j§¤)|=42.7db3.3•‚„”»…‰¿`´ˆ˜¯r(t)=Rt,˘´Rƒ¿˙¨¡¶ˆ˘¶ƒ1ˆR(s)=R/‹2˚¸R(s)ˆ˝˛ˇ— `‰¿ ¡,=0 ‹‹={= ,=10,2˝¡Æ武汉理工大学《自动控制系统》课程设计说明书武汉理工大学《自动控制系统》课程设计说明书课程设计题目：单闭环磁盘驱动读取系统性能分析与参数设计课程设计题目：单闭环磁盘驱动读取系统性能分析与参数设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评定项目最高分限评分成绩1．选题合理、目的明确102．设计方案正确、具有可行性、创新性203．设计结果（例如：系统设计程序、仿真程序）204．态度认真、学习刻苦、遵守纪律155．设计报告的规范化、参考文献充分（不