高速列车倾斜控制系统分析与综合设计 .docx
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1、吐方民族大学实例辍告系(部、中心)电气信息工程学院姓名学号专业自动化班级191同组人员课程名称控制系统仿真与设计综合实训实训题目名称高速列车倾斜控制系统分析与综合设计起止时间成绩指导教师签名北方民族大学教务处制一、引言21.1 系统说明21.2 设计指标21.3 基本要求2二、校正前系统性能分析32.1 稳态性能32.2 动态性能5三、校准装置设计63.1 控制系统类型分类63.2 系统建模63.3 频域法进行校正6四、校正后系统性能分析84.1 运用matlab进行时域仿真84.2 运用matlab进行频域仿真94.3 时域性能结果10五、设计总结及心得体会115.1 设计总结及心得体会11
2、六、参考文献12一、引言1.1 系统说明高速列车的倾斜控制系统如图所示,设计一个合适的校正网络,使系统阶跃响应超调量小于5%,调节时间小于0.6%(2%准则),并使系统对斜波输入响应的稳态误差小于15%。然后,计算系统的实际响应并检查试验结果。图1控制系统结构图1.2 设计指标1、系统对斜波输入响应的稳态误差小于15%,KV=6.7;2、系统对阶跃输入的超调量小于5%;3、按2%准则调节时间人不超过0.5s。1.3 基本要求1.4 原系统进行稳定性分析;1.5 用频率域方法分析系统:(1)作原系统的BOde图;(2)分析原系统的性能,当原系统性能不满足设计要求时,则进行系统校正。1.6 用频率
3、域方法综合系统:(1)画出串联校正结构图,分析并选择串联校正的类型(微分、积分和微分积分校正);(2)确定校正装置传递函数的参数;(3)画出校正后的系统的BOde图,并校验系统性能;若不满足,则重新确定校正装置的参数。4、实现校正前、后系统,并得到校正前后系统的阶跃响应。5、由上述结果,你可以得出怎样的结论。二、校正前系统性能分析2.1稳态性能(1)稳定性分析Gk(三)=s(s+10s+50)小_12GB(三)=S3+60s2+500s+12特征方程:S3+60s2+500s+12=0劳斯表:s315000S260120S500X6O-IX1260S012由于该表第一列没有符号变化且全部大于0
4、,故该系统稳定(2)稳态误差因给定斜坡输入响应,故r(t)=t,R(t)=4S2则Kl7=IinjsGG)=工ess=;=翌6.7故不满足题目要求KU12(3) Bode图num=12;den=l605000;w=logspace(-2z3,100);bode(numzden,w);gridon;title(zBodeDiagramofG(三)=12/s(s+10)(s+50)/)50Oooo505-1/(BP)Pm6ewBodeDiagramO81.三(6P)SBqd-2701021011Oo101102Frequency(rads)2.2动态性能Simulink仿真系统框图和单位阶跃响应曲
5、线3SUW32r100%仿真系统框图三utcode1S)ReadyOffct6-IT=100OOOO单位阶跃响应三、校准装置设计3.1 控制系统类型分类本实验采用超前校正超前校正是利用校正装置的相位超前特性来增加系统的相位稳定裕量,利用校正装置幅频特性曲线的正斜率段来增加系统的穿越频率,从而改善系统的平稳性和快速性。为了最大限度地利用其相位超前特性来增加系统的相位稳定裕量,一般选择校正装置的最大超前相角m0出现在系统新的穿越频率c处。超前校正的特点:增益和型次未改变,稳态精度变化不大,加快了系统的响应速度,即改善系统的瞬态性能。3.2 系统建模饰斜角值期倾斜角WrHOKs+50)3.3 频域法
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