自动控制原理课程专业火炮跟踪随动控制系统设计和实现摘要随动控制系统又名伺服控制系统。其参考输入是变化规律未知的任意时间函数。随动控制系统的任务是使被控量按同样规律变化并与输入信号的误差保持在规定范围内。这种系统在军事上应用最为普遍.如导弹发射架控制系统，雷达天线控制系统等。其特点是输入为未知。本文对一个随动系统进行研究，在准确把握研究的方向基础上，始终以系统的高运行性能为目标，在控制系统的稳定性，快速性，准确性这三者之间的固有矛盾中寻找最佳的平衡点。通过建立模型，元件确定，参数分析，串联校正四大模块，整合自动控制理论的各个知识点，包含了经典控制理论的大部分内容，知识点相互穿插，紧密联系，并有机结合成一篇完整的论文。目录一系统设计的步骤―――――――――――――――――――――――――11.1设计方案―――――――――――――――――――――――――――11.1.1控制系统的基本组成――――――――――――――――――――11.1.2系统的构造――――――――――――――――――――――――11.2系统的方框图及开环传函――――――――――――――――――――52.1系统方框图――――――――――――――――――――――――――52.2系统开环传函―――――――――――――――――――――――――61.3火炮系统的工作过程――――――――――――――――――――――61.4性能指标的确定――――――――――――――――――――――――6二控制系统方案和主要元部件的选择―――――――――――――――――72.1系统方案―――――――――――――――――――――――――――72.2元部件选择――――――――――――――――――――――――――7三开环增益和静态误差计算―――――――――――――――――――――83.1系统无测速反馈――――――――――――――――――――――――83.2系统加入测速反馈―――――――――――――――――――――――83.2.1劳斯判据分析――――――――――――――――――――――――93.2.1根轨迹分析――――――――――――――――――――――――93.2.3频域分析―――――――――――――――――――――――――103.3静态误差的计算――――――――――――――――――――――――11四动态分析和校正装置的设计――――――――――――――――――――13五结论――――――――――――――――――――――――――――――15六设计体会――――――――――――――――――――――――――――16七参考文献――――――――――――――――――――――――――――17一系统设计的步骤1.1设计方案1.1.1控制系统的基本组成:(1)控制任务：控制火炮跟踪目标，确定目标位置,适时开炮击中目标。(2)被控对象：火炮。(3)被控量：火炮轴转角2,即自整角机接收机转子转角。(4)给定输入：自整角机发送机转角1。(5)干扰输入：电源电压变化，电机激磁电流变化，电机负载转动力矩变化。(6)偏差量：1-2称为角差。(7)控制过程：消除1-2的角差及上述干扰输入影响的过程就是对火炮方位角的控制过程。(8)执行元件：控制动作发出者,直流伺服电动机,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移(角速度)输出。(9)控制量：直流伺服电动机的电枢电压ua（也是功率放大器的输出）。以上为本系统必须具备的框架,在这个框架的基础上进行下面的进一步分析。1.1.2系统的构造:(1)电位器电位器是一种把线位移角位移变换成电压量的装置。本系统中,采用了一对电位器组成误差检测器,其中上边的电位器用作输入信号的接受装置,下边的电位器用作电动机驱动火炮引起的角度改变的检测装置,反馈到输入端,与输入电位器进行同相连接,得到的电压作为误差信号输人到前向通道中去(如图1)。图1-1电位器由图可以得出输出电压为其中,是单位角位移对应的输出电压,称电位器传递系数。当雷达检测到外界目标的坐标位置时,把位置信号转换成电压信号,再输入到给定电位器中,就实现了信号的变换功能。图1-2电位器结构图(2)运算放大器用做电压放大信号,由电位器得到的误差信号为微弱信号需...
