机电系统仿真设计模拟试题

机电系统仿真设计

1. 已知一个计算机控制的电液伺服位置控制系统框图如图1所示，应用MATLAB编写其阶跃响应仿真程序，并做出分析。（40分）

图1 示意图

系统主要参数如下：

（1）数字控制器，仅考虑比例控制，取；

（2）数字限幅：；

（3）12位D/A转换器系数；

（4）伺服放大器：电压放大器增益系数；电压/电流转换系数；

电流限幅：；

（5）伺服模型：

或以状态空间表达式描述，状态空间参数矩阵如下：

式中，伺服阀自然频率；伺服阀阻尼比；伺服阀流量系数可通过阀额定参数和实际工作点计算；伺服阀额定工作电流为；

（6）液压缸动力模型

或以状态空间模型来描述，状态空间系数矩阵为：

其中，状态变量，为液压缸固有频率，为液压缸阻尼比，A为液

压缸面积，数据自定，要求每个人的不能一样。

（7）数字式位移检测装置：感应同步器，精度一个脉冲/0.01mm。

（8）感应同步器接口电路：感应同步器脉冲信号转换为数字量，1/bit每个脉冲。

2. 一转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统，已知电动机参数为：=200W，=48V，

=3.7A，，电枢电阻Ra=6.5欧，电枢回路总电阻R=8欧，允许电流过载倍数，电势系数，电磁时间常数，机电时间常数，电流反馈滤波时

间常数，转速反馈滤波时间常数。设调节器输入输出电压

，调节器输入电阻。已计算出电力晶体管D202的开关频率，PWM环节的放大倍数。

试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，电流超调量；空载起动到额定转速时的转速超调量；过渡过程时间。

建立系统的仿真模型，并进行仿真验证。（60分）