自动控制综合设计----转速、角度双闭环系统指导老师学院机电学院专业机械电子工程班级姓名学号设计时间2012年6月目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc329012262"1、设计的目的和意义PAGEREF_Toc329012262\h1HYPERLINK\l"_Toc329012263"2、方案及总体思路PAGEREF_Toc329012263\h1HYPERLINK\l"_Toc329012264"2.1、总体方案设计PAGEREF_Toc329012264\h1HYPERLINK\l"_Toc329012265"2.1.1、控制对象及原理PAGEREF_Toc329012265\h1HYPERLINK\l"_Toc329012266"2.1.2、系统建模PAGEREF_Toc329012266\h2HYPERLINK\l"_Toc329012267"2.2、控制目标（系统性能指标）PAGEREF_Toc329012267\h5HYPERLINK\l"_Toc329012268"3、系统结构图及闭环传递函数的确定PAGEREF_Toc329012268\h5HYPERLINK\l"_Toc329012269"3.1、系统结构图PAGEREF_Toc329012269\h5HYPERLINK\l"_Toc329012270"3.2、开环及闭环传递函数的确定PAGEREF_Toc329012270\h6HYPERLINK\l"_Toc329012271"4、系统的具体设计PAGEREF_Toc329012271\h6HYPERLINK\l"_Toc329012272"4.1、初步分析系统的性能PAGEREF_Toc329012272\h6HYPERLINK\l"_Toc329012273"4.2、设计方案一（PID控制）PAGEREF_Toc329012273\h8HYPERLINK\l"_Toc329012274"4.2.1、方案一总体设计PAGEREF_Toc329012274\h8HYPERLINK\l"_Toc329012275"4.2.2、内环的设计PAGEREF_Toc329012275\h8HYPERLINK\l"_Toc329012276"4.2.3、外环的设计PAGEREF_Toc329012276\h12HYPERLINK\l"_Toc329012277"4.3、设计方案二（工程二阶法）PAGEREF_Toc329012277\h16HYPERLINK\l"_Toc329012278"4.4、方案的最终确定PAGEREF_Toc329012278\h18HYPERLINK\l"_Toc329012279"4.5、单片机编程PAGEREF_Toc329012279\h18HYPERLINK\l"_Toc329012280"5、课程设计心得体会PAGEREF_Toc329012280\h21HYPERLINK\l"_Toc329012281"6、参考文献22计算机课程设计--1、设计的目的和意义1）、理论联系实际，加强对自动控制理论的理解。锻炼学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。2）、熟悉并掌握MATLAB软件在控制系统设计当中的应用（能熟练进行系统建模、性能分析、模型仿真等操作）。3）、掌握控制器的单片机实现方法，了解控制算法的具体实现及单片机软件仿真过程。4）、培养创新意识，增进对科学技术的兴趣。5）、培养严肃认真的科学态度。2、方案及总体思路2.1、总体方案设计2.1.1、控制对象及原理本设计是随动系统在火炮发射架的应用。系统的原理图框图如图2-1所示。该系统由以下几个基本部分组成：位置检测器、电压比较放大器、可逆功率放大器、执行机构。图2-1系统的原理框图给定角经电位器变成给定信号，被控量经电位器变成反馈信号，给定信号与反馈信号产生偏差信号；偏差信号经放大器（电压比较放大器和可逆功率放大器）得到，通过执行机构（直流伺服电动机）作用到发射架上，减小偏差，最终实现。这就是控制的整个过程。由图2-2可以看出，当两个电位器和的转轴位置一样时，给定角与反馈角相等，所以角差，电位器输出电压，电压放大器的输出电压，可逆功率放大器的输出电压，电动机的转速，系统处于静止状态。当转动手轮，使给定角增大，