三轴转台内环控制系统【哈工大自动控制原理 大作业】

Harbin Institute of Technology
三轴转台内环控制系统
课程名称：自动控制原理
院系：
班级：
设计者：
学号：
设计时间：. 1
一、
背景描述
三轴转台是应用在半实物仿真系统中，模拟被测物体姿态变化的装置。

本文研究的主要内容是三轴转台的内环控制系统。

二、
问题描述
技术要求：最大角速度400/o s ，最大动态踪误差0.02o ss e ≤；频带宽度
1
48c s ω-≥，相位裕度45o
γ=。

固有系统传递函数：
原题如下：
修改后如下：
三、
求解过程
设
，为待定的补偿装置传递函数，。

设计要求为0.02o
ss e ≤
令
=，则K=2
系统开环传递函数如下：
E s θ s
U s + —
G C s G 0 s
对数幅频特性方程如下：
令，得剪切频率。

相位裕度：
由bode图中校正前的图像可知需采用超前补偿的方法，加入校正装置如下：
可求得：
，得
所以
校正后的传递函数：
校正后的相位裕度：
性能要求系统相位裕度为，而校正后的系统相位裕度为，符合要求。

令，得校正后的剪切频率：
校正前与校正后的系统bode图如下：
四、计算机辅助设计
观察系统的单位阶跃相应曲线：
五、校正装置电路图
电路元件参数为：R
2=Ω R
3
=Ω C
1
=μF C
2
=μF
六、结论
校正后的传递函数：
校正后的相位裕度：
校正后的剪切频率：
七、设计后的心得体会
经过本次大作业的设计，我深刻体会到了基础知识的重要性：熟练掌握相关基础知识有利于理解文献和软件的高级操作。