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一个计算机控制的模型汽车61一个实际系统的自动控制62
第六章一个计算机控制的模型汽车 6.1 一个实际系统的自动控制 6.2 VGA的传递函数模型 6.3 避免碰撞试验 6.4 试验结论 6.1 一个实际系统的自动控制 模型汽车VGA 主要元件 (1)底盘、车轮和轮轴 (2)直流电机 (3) 电池组 (4)光敏传感器 (5)一个2051微处理器 (6)功率放大器 6.2 VGA的传递函数模型 问题：如何获取系统的数学模型？ a.分析法 b.试验法 第一步：从输入－输出的角度，把VGA看作 有一个输入（提供给电机的电压），一个输出 （车的位置）的系统。方块图如图： 目标：推导出电机电压与小车位置之间的关系 目标：推导出电机电压与小车位置之间的关系 1)假设：位置x(t)和电压v(t)之间是线性关系 用传递函数G(s)的形式描述 X(s)=G(s)V(s) 2)设定传递函数G(s)的模型 设用二阶系统近似描述 K G(s) 2 s as +b + K G(s) 2 s as +b + 第二步 提出试验方案，确定传递函数模型的结 构和参数 a.时域测试方案 b.频域测试方案 (1)应用正弦输入电压信号v(t)驱动直流电机 (2)测量稳定状态正弦输出信号x(t) 的幅值 (3)应用大量的不同电压信号，重复执行步骤(1,2) 试验数据 输入信号：幅值为5V,频率ω (1≤i ≤17) i 频率ω (rad/s) 输出幅值Ai(cm) 比值Ai/ ωi i 0.4389 60 12 0.6283 42.75 8.55 0.7540 34.75 6.95 1.0053 26.75 5.35 1.2566 20.85 4.17 1.5080 17.15 3.43 1.6336 15.6 3.12 2.0106 12 2.4 2.2619 10.5 2.1 试验数据（续） 频率ω (rad/s) 输出幅值Ai(cm) 比值Ai/ ωi i 2.5133 9.65 1.93 2.7646 8.25 1.65 3.0159 7.5 1.5 3.2673 7 1.4 1.2566
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