磁盘驱动读取系统的分析设计

磁盘驱动读取系统的分析设计

一、闭环系统的性能分析

（1）确定使闭环系统稳定的Ka 的取值范围 >> G1=tf([5000],[1,1000]);

>> G2=tf([1],conv([1,0],[1,20])); >> G=series(G1,G2)

Transfer function: 5000 ------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s

g3=

s

s s K

2000010205000023++ 一一开环传函

G3=K

s s s K

500002000010205000023+++ 一一闭环传函

>> syms K den

>> den=[1 1020 20000 5000*K]; >> K=den(2)*den(3)/den(1)/5000 K = 4080

有劳斯判据可得k 的范围是0< K< 4080

（2）在上述取值范围内取较小和较大的两个Ka 值，仿真闭环系统的阶跃响应，并进行分析

K=100时 >> g=100*G g1=feedback(g,1) C=dcgain(g1)

Transfer function:

500000

------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s

Transfer function:

500000

---------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s + 500000

C =

1

[c,t]=step(g1);

>> [y,k]=max(c);

>> percentovershoot=100*(y-C)/C

percentovershoot =

21.6918

>>t=setllingtime(g1)

t = 0.3697

K=1000时

>> g=1000*G

Transfer function:

5e006

--------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s

>> g2=feedback(g,1)

Transfer function:

5e006

------------------------------------------

调节时间函数s^3 + 1020 s^2 + 20000 s + 5e006

>> [c,t]=step(g2);

>> C=dcgain(g2)

C =

1

>> [y,k]=max(c)

y =

1.7109

k =

11

>> percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot = 71.0891

t=setllingtime(g2) t =

0.4989 超调量 21.6918%%100)

()()(%=⨯∞∞-=

c c t c p σ

调节时间=s t 0.3697(s)

K=1000时 超调量 71.0891%%100)

()()(%=⨯∞∞-=

c c t c p σ

调节时间=s t 0.4989 (s)

（3）考察扰动信号为单位阶跃时，上述两个Ka取值情况下，系统的抗干扰能力，并进行分析

>> g2=tf([1],conv([1 0],[1 20]))

Transfer function:

1

----------

s^2 + 20 s

>> g1=tf([5000],[1 1000])

Transfer function:

5000

-----------

s + 1000

>> syms k

>> g3=feedback(g2,g1,1)

Transfer function:

s + 1000

-------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s - 5000

>> g3=feedback(g2,-g1,1)

Transfer function:

s + 1000

-------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s + 5000

>> g4=-g3

Transfer function: -s - 1000 -------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s + 5000

()()()a

K s s s s s Y s D 500020000102010002

3+++-= --------------------扰动输入的传递函数 当K=100时

>> g=tf([-1 -1000],[1 1020 20000 500000]) Transfer function:

-s - 1000 ---------------------------------

s^3 + 1020 s^2 + 20000 s + 500000

>> [c,t]=step(g); >> [y,k]=min(c) y =

-0.0024 k = 15

c （t ）= 2.4*10-3（s ）

当K=1000时

>> g=tf([-1 -1000],[1 1020 20000 5000000])