计算机控制系统-应用实例.ppt
计算机控制系统-应用实例 计算机控制系统是指利用计算机技术来控制和管理各种系统的运行状态,以达到预期的目标和效果。该系统通常由控制器、执行机构、检测器和计算机等组成部分。 计算机控制系统的设计原则: 1. 可靠性高:计算机控制系统的可靠性是其核心要素,系统的可靠性直接影响着整体系统的稳定性和安全性。 2. 操作性好:计算机控制系统的操作性是指系统的易操作性和使用性,系统的操作性良好可以提高系统的使用效率和工作效率。 3. 实时性强:计算机控制系统的实时性是指系统的实时处理能力和响应速度,系统的实时性强可以确保系统的快速响应和及时处理。 4. 通用性好、便于扩充:计算机控制系统的通用性和扩展性是指系统的通用性和扩展性,系统的通用性和扩展性良好可以提高系统的适用性和发展性。 5. 经济效益高:计算机控制系统的经济效益是指系统的成本效益和投资回报率,系统的经济效益高可以提高系统的投资回报率和经济效益。 计算机控制系统的设计步骤: 1. 系统总体控制方案设计 2. 系统硬件设计、选择与开发 3. 软硬件的可靠性设计 4. 确定满足一定经济指标的目标函数,建立被控对象的数学模型并针对目标函数进行控制算法规律设计 5. 软件设计与开发 6. 系统整体调试 微机控制系统设计的主要步骤包括: 1. 系统总体控制方案设计 2. 系统硬件设计、选择与开发 3. 软硬件的可靠性设计 4. 确定满足一定经济指标的目标函数,建立被控对象的数学模型并针对目标函数进行控制算法规律设计 5. 软件设计与开发 6. 系统整体调试 双摆实验系统的计算机控制设计与实现: 双摆实验系统是指利用计算机技术来控制和管理双摆系统的运行状态,以达到预期的目标和效果。该系统通常由控制器、执行机构、检测器和计算机等组成部分。 双摆实验系统的性能指标要求: 1. 计算机D/A输出100mV时,电机应启动 2. 滑车最大运动速度为0.4m/s,D/A的最大输出对应滑车的最大运行速度 3. 当有较大的初始扰动(上摆角初始角度为50o)时,上下摆的摆角到达稳态时间<5s~6s,摆动次数<3~4次 4. 当滑车从偏离零位处回归零位时,上下摆的摆角到达稳态时间<5s~6s,摆动次数<3~4次 双摆实验系统的设计步骤: 1. 系统总体控制方案设计 2. 系统硬件设计、选择与开发 3. 软硬件的可靠性设计 4. 确定满足一定经济指标的目标函数,建立被控对象的数学模型并针对目标函数进行控制算法规律设计 5. 软件设计与开发 6. 系统整体调试 双摆实验系统的数学模型建立: 利用拉格朗日方程建立双摆系统的动力学方程,并进行适当的简化,以得到在小扰动情况下系统的线性化状态方程。 系统的拉格朗日方程如下: L = 系统的总能量 - 系统的总势能 系统的线性化状态方程如下: 上摆角 = 上摆角速率 = 下摆角速率 = 下摆角 电机模型的建立: 直流伺服电机在忽略了感抗的影响以及启动死区电压后,可以视为一个二阶的线性系统。 系统的控制设计: 系统的速度环设计执行电机的死区达到1V,即有为满足克服死区电压的指标要求,引入模拟放大环节,使D/A输出0.1V时电机启动。 系统的控制算法规律设计: 根据系统的数学模型和电机模型,设计合适的控制算法规律,以达到预期的目标和效果。
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