海底隧道钻机控制系统.pptVIP

海底隧道钻机控制系统 该钻机控制系统采用了比例-微分（PD）控制。应用梅森增益公式，可得在R(s)和N(s)作用下系统的输出为 感谢您的观看 * * 该系统设计的目的是选择增益K，使系统对输入角度的 响应，并且使扰动引起的稳态误差较小。 该系统显然是稳定的。为了减少扰动的影响， 希望增益K0。 若取K=100， 令r(t)=1(t)且n(t)=0，可得 系统对单位阶 跃输入的响应，如图所示； C(t) 时间(s) 可知，闭环系统特征方程为： 令n(t)=1(t)且r(t)=0， 可得系统对单位阶跃 扰动的响应，如图所 示。 由图可见，负载产生 的扰动影响很小，但 系统阶跃响应的超调 量偏大。 C(t) 时间(s) - - - - - - 若取K=20，可得系统对单位阶跃输入与单位 阶跃扰动的响应曲线，如图所示。 此时系统响应的超调量较小，扰动影响不大，其动态性能可以满足工程要求。 K=20时的单位阶跃下响应（蓝线） 及单位阶跃扰动响应(绿线) 由于该钻机控制系统为Ⅰ型系统，因此在单位 阶跃输入作用下的稳态误差 essr(∞)=0 于是，当K分别取为100或20时，系统的稳态误差分别为-0.01和-0.05。 当r(t)=0，n(t)=1(t)时，系统的误差信号 可得系统在单位阶跃扰动作用下的稳态误差 钻机控制系统在两种增益情况下的响应性能如表所示。 由表3-6可见，应取K=20。 表 钻机控制系统在两种增益情况下的响应性能 -0.05 0 0.91s 3.86% 20 -0.01 0 0.66s 22% 100 单位阶跃扰动下稳态误差 单位阶跃输入下稳态误差 单位阶跃输入下调节时间（Δ=2%） 单位阶跃输入下超调量 增益K 海底隧道钻机控制系统设计小结： 1. 工程背景及设计要求； 2. 应用知识元要点： ● 结构图与信号流图； ● 控制与扰动作用下的闭环传递函数;（分母相同） ● 特征根与稳定性； ● 扰动作用下系统的稳态输出;（确定选择增益范围） ● 控制作用与扰动作用下MATLAB仿真； 3. 扩展与引伸 （2）应用MATLAB方法有哪些信誉好的足球投注网站K=20 时，微分时间Td （原为11，现设为变量）对系统稳态及动态性能 的影响； （3）当K及Td可选择时，理论探讨最佳参数集（K ， Td ），并给出MATLAB仿真结果。 （1）PD控制方案的应用场合（输入端无高频噪声， 否则堵塞控制通道）； *