太阳观测控制系统设计课程设计

题 目：太阳观测控制系统设计初始条件：太阳观测控制系统的开环传递函数为：,,、25K G (s)p s(s 2 5)要求完成的主要任务：(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求)分别用时域和频域方法设计该系统的控制器。控制系统的时域性能指标为：斜坡输入产生的稳态误差 1%阶跃响应的最大超调＜5%上升时间 0.02 秒调节时间 0.02 秒控制系统的频域性能指标为：斜坡输入产生的稳态误差 1%相位裕量大于 45时间安排:任务时间（天）审题、查阅相关资料1分析、计算1.5编写程序1撰写报告1论文答辩0.5指导老师签名：年 月 日系主任（或责任老师）签名：年 月 日摘要在现代科学技术的众多领域中，自动控制起着越来越重要的作用， 自动控制技术已广泛应用于制造业，农业，交通，航空等众多产业部 门，极大的提高了社会劳动生产率，改善了人们的劳动环境，丰富和 提高了人民的生活水平。随着计算机技术的飞速进展，控制系统计算 机辅助设计技术在工具、理论和算法上取得了巨大的进步。MATLAB 作为一个很强大的软件，此次设计需要结合MATLAB 来分析系统的动 态性能。太阳观测控制系统设计1 设计要求1.1 初始条件：太阳观测控制系统的开环传递函数为:.八 25KG (s)s (s 25)1.2 设计任务：分别用时域和频域方法设计该系统的控制器。控制系统的时域性能指标为：斜坡输入产生的稳态误差 1%阶跃响应的最大超调量 5%上升时间 0.02调节时间 0.02控制系统的频域性能指标为：斜坡输入产生的稳态误差 1%相位域量大 4 5o2 控制系统时域性能分析已知系统开环传递函数 G (s) 25K1 可得，p s (s 2 5) s (s 2)n2 25K , 2 n 25即 50JK，L。取 5%误差带，则调节时间为：n4 K33t ————0.12s 0.05s s25n不满足控制系统的时域性能指标中调节时间 t 0.05s 的条件，所以需 s要通过测速反馈控制方法来设计系统的控制器。因为测速反馈控制可 以增大系统的阻尼，使单位阶跃响应的超调量下降，调节时间缩短， 不影响系统的自然频率。但测速反馈会降低系统的开环增益，从而加 大系统在斜坡输入时的稳态误差。可以适当增大原系统的开环增益， 以弥补稳态误差的损失，同时适当选择测速反馈系数，使阻尼比在 0.4 到 0.8 之间，从而满足太阳观测控制系统在时域下的动态性能指 标要求。2.1 控制系统稳态误差计算由前面分析知太阳观测系统采纳测速反馈控制，测速反馈控制系统结 构图如图 1所示。图 1...