自动跟踪系统

1 一． 电气原理图： 该位置随动系统的输入量为角度1 ，由雷达检测得到，系统的控制量是角输出量2 ，实现输出跟踪输入。当输出量2 与输入量1 不等时便产生偏差信号( )u t ，经功率放大后产生控制电压ku，驱动交流伺服电动机转动，然后再通过减速齿轮减小2 与1 之间的偏差，从而达到位置跟踪的目的。 图中 ①误差式检测器； ②功率放大器； ③交流伺服电动机； ④减速器。 2 二．各环节的数学模型及传递函数 （1）误差检测器 误差检测器是由一对电位器组成的。对于单个电位器空载时，电位器的电刷角位移 与输出电压 的关系曲线如图 2-1所示。图中阶梯状是由绕组线线径产生的误差，理论分析时可用直线近似。由此可得出输出电压： 11( )( )tkt （2-1） 式中1maxEk ，是电刷单位角位移对应的输出电压， 电位器传递系数，其中是电位器电源电压，max是电位器最他工作角。 当用一对相同的电位器如图 1-1所示组成误差检测器时，其输出电压为： 121121( )( )( )[( )( )]( )tttkttkt （2-2） 式中，K1是单个电位器的传递系数； 12( )( )( )ttt是两个电位器角位移之差称为 误差角。 对式（2-2）求拉氏变换，并令[( )]sULt， ( )[( )]sLt，得到以误差角为输入量时，误差检测器的传递函数为 ： 1( )( )sUG sKs （2-3） 其方框图表示为 3 （2）功率放大器 由于角位移差( )u t 很小，因此，由误差检测器输出电压U(t)也很小，如此以此电压直接地加在交流伺服电动机上，将无法使其正常工作。因此，有必要在中间加个功率放大器对 U（t）进行放大，又由于功率放大器的输入阻抗无穷大，因而对误差检测器来说也就忽略了负载效应。 由于放大器的输入输出特性知： 2( )( )k tkt （2-4） 两边拉氏变换得传递函数： 2( )( )k sk U s （2-5） 功率放大的方框图 （3）交流伺服电动机 交流伺服电动机是由两个相互垂直的定子和一个高电阻值的绕子组成。定子线圈的一相是激磁绕阻，另一相是控制绕组，一般的，两相伺服电动机机械特性的线性化方程可表示为： mmsMCM （2-6） 式中，MM是电动机输出转矩，m 是电动机角速度，MMdMCd 是阻尼系数，即机械特性线性化的直线斜率；SM是堵转转矩，可求得SmaMC ，其中mC 可用额定电压aE时的堵转矩确定，即 SmMCE。 ...