《机电系统控制基础》大作业一基于 MATLAB的机电控制系统响应分析姓名学号班级学院机电工程学院哈 尔 滨 工 业 大 学2013 年 11 月 8 日成 绩机电系统控制基础第1 页1 作业题目1. 用 MATLAB绘制系统2( )25( )( )425C ssR sss的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。2. 用 MATLAB求系统2( )25( )( )425C ssR sss的单位阶跃响应性能指标：上升时间、 峰值时间、调节时间和超调量。3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下：aKbKXi(s)给定环节比较环节放大环节伺服电机减速器Xo(s)光栅尺工作台负载螺纹传动滚珠丝杠J1J2+-伺服电机原理图如下：uaLRi aωM(1) 假定电动机转子轴上的转动惯量为J1，减速器输出轴上的转动惯量为J2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J；(2) 假定工作台质量m，给定环节的传递函数为Ka，放大环节的传递函数为Kb，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为Kc，电动机的反电势常数为Kd，电动机的电磁力矩常数为Km，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图；(3) 忽略电感 L 时，令参数Ka=Kc=Kd=R=J=1，Km=10，P/i =4π ，利用 MATLAB分析 kb 的取值对于系统的性能的影响。2 题目 1 （ 1）操作过程在 Matlab 中进行编程，然后进行仿真, 得到曲线。机电系统控制基础第2 页（ 2）仿真结果及分析0123400.511.522.533.5t(sec)x(t)0123400.20.40.60.811.21.4t(sec)x(t)左图为单位阶跃响应曲线右图为单位斜坡响应曲线（ 3）源代码t = [0:0.01:3.5];u = t nG = [25]; dG = [1 4 25]; G = tf(nG,dG); [y,T] = step(G,t); z = lsim(G,u,t); subplot(121),plot(t,z,'-') grid;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); subplot(122),plot(T,y,'-') xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on; 机电系统控制基础第3 页3 题目 2 （ 1）操作过程按照要求编写程序，将写好的程序输入matlab 中得到所要求的结果。(2) 仿真结果上升时间峰值时间调节时间超调量0.4330 0.6860 1.6810 0.2538 （ 3）源代码t=[0:0.001:10]; yss=1,dta=0.02; num=25; den=[1,4,25]; G1=tf(num,den); y1=step(G1,t); r=1;while y1(r)1-dta & y1(s)<1+dta;s=s-1;end ts1=(s-1)*0.001; ...
