AMESim和ADAMS联合仿真实现一种位置控制系统

AMESim和ADAMS联合仿真实现一种位置控制系统

0.预先操作

01 在D盘根目录下新建文件夹Model，路径中无空格、无中文字符，模型统一存放处。

1.ADAMS中建模过程

1.1启动ADMAS

双击桌面图标：

或从“开始”中选择启动：

1.2进入ADMAS界面。

1.3设置工作目录。

选择菜单栏File\Select Directory，弹出浏览

文件夹对话框，选择D:\Model文件夹。

1.4弹出主工具栏。

选择菜单栏\View\Toolbox and

Toolbars，勾选Tool Settings中

Main Toolbar，弹出工具栏，如右

图所示。

1.5ADAMS中按F4调出位置/坐标显

示。

1.6设置重力加速度。

选择菜单栏\Setting\Gravity，设置重力加速度，此时弹出Error对话框。

选择“Create Moder”，并起名为“Qiu”，点击“OK”

再次选择菜单栏\Setting\Gravity，设置重力加速度：勾选Gravity前方框，点击-Y*，如

下图示，点击“OK”。

1.7设置单位。

选择菜单栏\Setting\Units，设置单位，此时弹出“Units

Settings”对话框，点击“MKS”按钮，各单位符号

如右图示，点击“OK”。

1.8建立半径10cm的球，放置在点(0,0,0)上。

“右键”点击主工具栏第一排第二个符号-刚体：连杆，弹出扩展工具符号，选择第

二排第一个符号-刚体：球，勾选Radius前方框，则此球半径为10.0cm。

1.9建立球与大地之间移动副。

“右键”点击主工具栏第二排第二个符号-连接：旋转副，弹出扩展工具符号，选择

第二排第一个符号-连接：移动副。该移动副属性为2个构件，1个作用点。

鼠标动作顺序为：1.左键点击“ground”一次，选取大地为第一个构件；

2.左键点击球体一次，选取球为第二个构件；

3.右键在球心位置点击一次，弹出Select对话框，左键双击“PART_2.cm”；

4.右键在球心位置点击一次，弹出Select对话框，左键双击“PART_2.cm.Y”。以上步骤完毕后，球体中心会出现移动副图标。

1.10建立沿Y方向的单方向力。

“右键”点击主工具栏第四排第二个符号-连接：弹簧，弹出扩展工具符号，选择第

一排第二个符号-单方向力，将此时主工具栏中，Run-time Direction下拉菜单选为

Body moving,如下图所示。球体如下图所示。

鼠标动作顺序为：1.鼠标移动到球体处，跟随光标会显示“PART_2”,左键点击，选取球体；

2.右键在球心位置点击一次，弹出Select对话框，左键双击“PART_2.cm”；

3.右键在球心位置点击一次，弹出Select对话框，左键双击“PART_2.cm.Y”。以上步骤完毕后，球体中心会出现单方向力图标。

1.11建立状态变量VF。

选择菜单栏\Build\System Elements\State

Variable\New，创建变量，此时弹出

Create State Variable对话框，将Name

栏修改为.Qiu.VF，如右图所示。

1.12将VF导入到单方向力的函数定义中。

右键单击球体中心，弹出菜单栏，选择

Force:SFORCE_1\Modify，修改单方向力的

参数，此时弹出Modify Force对话框，将

Function(time)栏修改为V ARV AL(VF)，点

击OK。

1.13将变量VF设置为输入变量INPUT

选择菜单栏\Build\Controls Toolkit\Plant Input…，创建输入变量。在Variable Name

后，输入VF，点击OK，如右图所示。

1.14建立状态变量VS。

选择菜单栏\Build\System Elements\State Variable\New，创建变量，此时弹出Create

State Variable对话框，将Name栏修改

为.Qiu.VS，将F(time,…)栏修改为DY(cm)，表示测量球体的中心cm点沿Y方向的位

移，点击OK，如右图所示。

1.15建立状态变量VV。

选择菜单栏\Build\System Elements\State Variable\New，创建变量，此时弹出Create State Variable对话框，将Name栏修改为.Qiu.VV，将F(time,…)栏修改为VY(cm)，表示测量球体的中心cm点沿Y方向的速度，点击OK，如下图所示。

1.16将变量VS/VV设置为输出变量

OUTPUT。

选择菜单栏\Build\Controls

Toolkit\Plant Output…，创建输入

变量。在Variable Name后，输入

VS,VV，点击OK，如下图所示。

1.17运行一下，看模型建立是否正确。

点击主工具栏第二排第三个符号：运行，点击开始按钮，

运行一下。可以观察到小球在重力作用下，沿Y轴负方向垂直下落。

1.18保存文件

选择菜单栏File\Save Database，弹出Information对话框，点击OK。

1.19调出Control模块

选择菜单栏Tool\Plugin Manager，调出插件管理器（Plugin Manager）。勾选ADAMS/Controls后面Load(加载)和Load at Startup(启动时加载)，如下图。

1.20在菜单栏新增的Controls中。

选择菜单栏Controls\Plant Export，弹出ADAMA/Controls Plant Export对话框，需要设置：File Prefix-：输入zhengque01(输出接口文件名称)；

Plant Input：双击此栏，在弹出的Database Navigator，双击选择PINPUT_1；

Plant Output: 双击此栏，在弹出的Database Navigator，双击选择POUTPUT_1；

Control Package：单击此栏，在下拉菜单中选择EASY5_and_MATRIXx；

Type：默认为non_linear（非线性）；

Initial Static Analysis：默认为No，不进行初始状态计算；

ADAMS/Solver Choice：勾选C++语言；

User Defined Library Name：默认空；

ADAMS Host：默认，此栏为机器名。

2.AMESim中建模过程

2.1接口文件生成。

在工作目录下会生成三个文件：zhengque01.adm; zhengque01.cmd; zhengque01.inf。

2.2启动AMESim。

双击桌面图标：

或从“开始”中选择启动：

2.3新建工作薄，调出接口模块。

选取菜单栏\Modeling\Interface\Import

Adams models。找到D:\Model文件下

ok.inf文件，点击对话框“打开”。弹

出下图界面，包含了ADAMS中设置

的变量VF、VS、VV。输入字符

ADAMS、+、AMESim。鼠标箭头转

为下图所示，左键确定。

2.4在Sketch mode中，选择各元件并连接。

红色元件在库：Signal, Control and Observers

绿色元件在库：Mechanical

蓝色元件在库：Hydraulic

2.5在Submodel mode中，点击图标Premier Submodel。

2.6在Parameter mode中，保存文件在D:\Model中，同时建

模成功给出右侧对话框。

各参数设置如下：

PID:将propotional gain值调为1000；

Integral gain值调为0。

两个比例K都设置

valve of gain值调为-1。

液压缸：

length of stroke值调为3

viscous friction coefficient值调为10000

2.7在Simulation Mode中，设置仿真时间与步长如下。

点击运行仿真，点击接口文件，查看VS、VV和VF结果。

控制系统仿真课程设计报告.

控制系统仿真课程设计 （2011级） 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2014年6月

控制系统仿真课程设计一 ———交流异步电机动态仿真 一 设计目的 1．了解交流异步电机的原理，组成及各主要单元部件的原理。 2. 设计交流异步电机动态结构系统； 3．掌握交流异步电机调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。 二 设计及Matlab 仿真过程 异步电机工作在额定电压和额定频率下，仿真异步电机在空载启动和加载过程中的转速和电流变化过程。仿真电动机参数如下： 1.85, 2.658,0.2941,0.2898,0.2838s r s r m R R L H L H L H =Ω=Ω===， 20.1284Nm s ,2,380,50Hz p N N J n U V f =?===，此外，中间需要计算的参数如下： 21m s r L L L σ=-，r r r L T R =，22 2 s r r m t r R L R L R L +=，10N m TL =?。αβ坐标系状态方程： 其中，状态变量： 输入变量： 电磁转矩： 2p m p s r s L r d ()d n L n i i T t JL J βααωψψβ=--r m r r s r r d 1d L i t T T ααβαψψωψ=--+r m r r s r r d 1d L i t T T ββαβψψωψ=-++22s s r r m m m s r r s s 2r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ααβαα σψωψ+=+-+22 s s r r m m m s r r s s 2 r r r r d d i R L R L L L L i u t L T L L ββαββ σψωψ+=--+[ ] T r r s s X i i αβαβωψψ=[ ] T s s L U u u T αβ=()p m e s s s s r n L T i i L βααβ ψψ=-

自动控制系统位置随动系统课程设计

摘要 随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的，主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，导弹制导、火炮瞄准等。在现代计算机集成制造系统（CIMC）、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用。 位置随动系统要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性为位置随动系统的主要特征。 本次课程设计研究的是位置随动系统的超前校正，并对其进行分析。 关键词：随动系统超前校正相角裕度

目录 1 位置随动系统原理 (1) 1.1 位置随动系统原理图 (1) 1.2 各部分传递函数 (1) 1.3 位置随动系统结构框图 (4) 1.4 位置随动系统的信号流图 (4) 1.5 相关函数的计算 (4) 1.6 对系统进行MATLAB仿真 (5) 2 系统超前校正 (6) 2.1 校正网络设计 (6) 2.2 对校正后的系统进行Matlab仿真 (8) 3 对校正前后装置进行比较 (9) 3.1 频域分析 (9) 3.2 时域分析 (9) 4 总结及体会 (10) 参考文献 (12)

位置随动系统的超前校正 1 位置随动系统原理 1.1 位置随动系统原理图 图1-1 位置随动系统原理图 系统工作原理： 位置随动系统通常由测量元件、放大元件、伺服电动机、测速发电机、齿轮系及绳轮等组成，采用负反馈控制原理工作，其原理图如图1-1所示。 在图1-1中测量元件为由电位器Rr 和Rc 组成的桥式测量电路。负载固定在电位器Rc 的滑臂上，因此电位器Rc 的输出电压Uc 和输出位移成正比。当输入位移变化时，在电桥的两端得到偏差电压ΔU=Ur-Uc ，经放大器放大后驱动伺服电机，并通过齿轮系带动负载移动，使偏差减小。当偏差ΔU=0时，电动机停止转动，负载停止移动。此时δ=δL ,表明输出位移与输入位移相对应。测速发电机反馈与电动机速度成正比，用以增加阻尼，改善系统性能。 1.2 各部分传递函数 (1)自整角机： 作为常用的位置检测装置，将角位移或者直线位移转换成模拟电压信号的幅值或相位。自整角机作为角位移传感器，在位置随动系统中是成对使用的。与指令轴相连的是发送机，与系统输出轴相连的是接收机。 12()(()())()u t K t t K t εεθθθ=-=? (1-1) 零初始条件下，对上式求拉普拉斯变换，可求得电位器的传递函数为

AMEsim联合仿真配置

本教程主要解决AMEsim R13联合仿真过程中SimuCosim生成失败问题。 VS2010(C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0) AMEsimR13(C:\AMESim) 注:先安装VS。

编辑还是新建记不清了，有就编辑，没有就新建。 用户变量（注，根据自己软件的安装路径对应修改） PACH C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\Common7\Tools;C:\Program Files

(x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\VC\bin; MSSDK C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\SDK;C:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0\DIA SDK; 系统变量 PACH %AME%;%AME%\win32;%AME%\win64;%AME%\sys\mingw32\bin;%AME%\sys\mpich\mpd\bin ;%AME%\sys\cgns;%AME%\sys\python\win32;%SystemRoot%\system32;%SystemRoot%;%Syste mRoot%\System32\Wbem;%SYSTEMROOT%\System32\WindowsPowerShell\v1.0\; AMEsim设置

参数模式

控制系统仿真课程设计

控制系统仿真课程设计 （2010级） 题目控制系统仿真课程设计学院自动化 专业自动化 班级 学号 学生姓名 指导教师王永忠/刘伟峰 完成日期2013年7月

控制系统仿真课程设计（一） ——锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真1.1 设计目的 本课程设计的目的是通过对锅炉水位控制系统的Matlab仿真，掌握过程控制系统设计及仿真的一般方法，深入了解反馈控制、前馈-反馈控制、前馈-串级控制系统的性能及优缺点，实验分析控制系统参数与系统调节性能之间的关系，掌握过程控制系统参数整定的方法。 1.2 设计原理 锅炉汽包水位控制的操作变量是给水流量，目的是使汽包水位维持在给定的范围内。汽包液位过高会影响汽水分离效果，使蒸汽带水过多，若用此蒸汽推动汽轮机，会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢，严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏叶片。汽包液位过低，水循环就会被破坏，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，甚至爆炸。 常见的锅炉汽水系统如图1-1所示，锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下汽包容积的影响，而水位下汽包容积与蒸汽负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。影响水位变化的因素主要是锅炉蒸发量（蒸汽流量）和给水流量，锅炉汽包水位控制就是通过调节给水量，使得汽包水位在蒸汽负荷及给水流量变化的情况下能够达到稳定状态。 图1-1 锅炉汽水系统图

在给水流量及蒸汽负荷发生变化时，锅炉汽包水位会发生相应的变化，其分别对应的传递函数如下所示： （1）汽包水位在给水流量作用下的动态特性 汽包和给水可以看做单容无自衡对象，当给水增加时，一方面会使得汽包水位升高，另一方面由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，又会使得汽包中气泡减少，导致水位降低，两方面的因素结合，在加上给水系统中省煤器等设备带来延迟，使得汽包水位的变化具有一定的滞后。因此，汽包水位在给水流量作用下，近似于一个积分环节和惯性环节相串联的无自衡系统，系统特性可以表示为 ()111()()(1)K H S G S W S s T s ==+ （1.1） （2）汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性 在给水流量及炉膛热负荷不变的情况下，当蒸汽流量突然增加时，瞬间会导致汽包压力的降低，使得汽包内水的沸腾突然加剧，水中气泡迅速增加，将整个水位抬高；而当蒸汽流量突然减小时，汽包内压力会瞬间增加，使得水面下汽包的容积变小，出现水位先下降后上升的现象，上述现象称为“虚假水位”。虚假水位在大中型中高压锅炉中比较显著，会严重影响锅炉的安全运行。“虚假水位”现象属于反向特性，变化速度很快，变化幅值与蒸汽量扰动大小成正比，也与压力变化速度成正比，系统特性可以表示为 222()()()1f K K H s G s D s T s s ==-+ （1.2） 常用的锅炉水位控制方法有：单冲量控制、双冲量控制及三冲量控制。单冲量方法仅是根据汽包水位来控制进水量，显然无法克服“虚假水位”的影响。而双冲量是将蒸汽流量作为前馈量用于汽包水位的调节，构成前馈-反馈符合控制系统，可以克服“虚假水位”影响。但双冲量控制系统要求调节阀具有好的线性特性，并且不能迅速消除给水压力等扰动的影响。为此，可将给水流量信号引入，构成三冲量调节系统，如图1-2所示。图中LC 表示水位控制器（主回路），FC 表示给水流量控制器（副回路），二者构成一个串级调节系统，在实现锅炉水位控制的同时，可以快速消除给水系统扰动影响；而蒸汽流量作为前馈量用于消除“虚假水位”的影响。

位置随动控制系统设计与实现

位置随动控制系统设计与实现 王桂霞,　李　媛 (中国船舶重工集团公司第704研究所,上海　200031) 摘　要:计算机控制系统是保证位置随动系统功能和性能的重要部分,文中结合船用仿真 转台阐述了多机集散控制结构形式的位置随动转台的计算机控制系统方案,并以某位置随动转台为背景,对系统工程实现中的接口电路设计、电机、伺服放大器以及采样频率选取、程序设计等一系列问题进行了讨论,设计结果在位置随动试验样机中应用取得了良好效果. 关键词:位置随动;控制系统;采样频率;设计 中图分类号:T M571,TP273 文献标识码:A 文章编号:100528354(2007)1220029204 Desi gn and reali zati on of control syste m of rando m positi on WANG Gui 2Xia,L I Yuan (No .704Research I nstitute,CSI C,Shanghai 20031,China ) Abstract :The co m puter control syste m is an i m portant part of guaranteeing perfor m ance of control syste m of rando m position .Co m bining the m arine si m ulation turntable,this paper set forth the co m puter control syste m sche m e on the rando m position turntable w ith m ulti 2co m puter distributes control structure .Then taking a certain turntable of rando m position as background,it respectively discussed such key proble m s of syste m engineering re 2alization as the interface circuit design,choice of m otor ,servo am plifier and sam ple frequency and the program design .The design sche m e is applied in a rando m position proto type and gets a good result . Key words :rando m position;control syste m;sam ple frequency;design 收稿日期:2007211219 作者简介:王桂霞(19772),女,工程师,主要从事自动控制的工作位置随动控制系统设计与实现 0　引言 位置随动转台系统由机械台体和计算机控制系统两个重要部分组成,前者是实现仿真功能的基础,而后者是保证转台系统功能和性能的核心部分.转台既要满足一定的动态、静态指标要求,也要为试验提供方便的操作界面和数据采集、处理手段,计算机控制系统不仅要具有实时控制功能,而且应具备监控管理功能,因此,计算机控制系统设计就成为仿真转台设计和工程实现的重要内容. 当前在各种控制系统中计算机已得到非常广泛的应用,根据不同的情况,控制系统的结构形式各不相同,一般分为操作指示系统、直接数字控制系统(DDC )和集散控制系统(DCS )等类型,在下文中将讨论集散控制结构形式的计算机控制系统的设计问题,其中主 要包括结构设计、系统工程实现中的接口线路设计、采样频率选择、程序设计等内容,并给出设计结果. 1　结构设计 本仿真转台采用多机集散控制形式,即采用上下位机的两级式结构.图1 为集散控制系统应用于本转 图1　原理框图

amesim、MatlaB联合仿真(最全面)接口设置

1、我们先要确定所使用的电脑上已经安装版本匹配的软件，必要的软件是visual stdio也就是vc++，我使用的vs版本是2010；MatlaB，我使用的是2011b； amesim，我使用的是amesim 12.0版本。PS：这几个版本的匹配情况请参阅LMS那边提供的帮助文档。 2、在默认版本安装成功的情况下，我们来设置一下环境变量： （1）我们要是设置用户变量：1）变量名：MatlaB，值为：D:\Program Files\MATLAB\R2011b，如图所示 2）设置第二个用户变量，变量名：Path，值为：D:\Program Files\MATLAB\R2011b\bin\win64，如图所示 那么，我们默认以上两个用户变量已经设置完毕。 （2）我们设置系统变量，我们找到系统变量的Path变量，点击编辑

这里我建议把系统变量的Path复制出来检查一下几个变量是否已经添加 C:\Program Files\Microsoft HPC Pack 2008 R2\Bin\; %AME%; %AME%\win32; %AME%\win64; %AME%\sys\mingw32\bin; %AME%\sys\mpich\mpd\bin; %AME%\sys\cgns; %AME%\sys\python\win32; C:\Program Files (x86)\Intel\iCLS Client\; C:\Program Files\Intel\iCLS Client\; %SystemRoot%\system32; %SystemRoot%; %SystemRoot%\System32\Wbem; %SYSTEMROOT%\System32\WindowsPowerShell\v1.0\; C:\Program Files\Intel\Intel(R) Management Engine Components\DAL; C:\Program Files\Intel\Intel(R) Management Engine Components\IPT; C:\Program Files (x86)\Intel\Intel(R) Management Engine Components\DAL; C:\Program Files (x86)\Intel\Intel(R) Management Engine Components\IPT; d:\Program Files\MATLAB\R2011b\runtime\win64; d:\Program Files\MATLAB\R2011b\bin; D:\abaqus6134\Commands;D:\Program Files\MATLAB\R2011b\bin\win64; D:\Program Files (x86)\Microsoft Visual Studio 10.0这个可能需要动手自己添加

单轴位置控制系统设计

1．单轴位置控制系统设计 1.1. 基本控制要求 该单元有电机带动轴运动,气泵产生气体带动气缸（用气缸模拟机械手）上下运动和吸附物块组成。电机带动轴的左移Y0和右移Y1。轨道有三个接近开关(1、2、 3)定位三个工位, 气缸由电磁阀控制进气和出气，实现气缸的上升和下降(Y2)， 吸附开关X3控制吸附物块(Y3),设计有手动和自动控制部分,可以通过开关X14选择控制方式。 1.1.1.手动控制要求 通过X14开关选择手动控制方式，通过控制面板来控制，手柄控制气缸向左X16、向右X17移动，气缸的上X4和X5下通过面板旋钮控制，物块的吸附通过面板旋钮 X3控制，来完成物块在三个工位上的移动。 1.1. 2.自动控制要求 通过X14开关选择自动控制方式，按复位按钮，气缸回到工位1，按启动按钮后，气缸下降吸附物块，然后上升，再从工位1移动到工位2，再下降，释放物块回升气缸，4秒过后气缸下降吸附物块从工位2移动到工位3，再下降释放物块回升气缸，4秒后再下降吸附物块从工位3移动到工位1，下降释放物块回升气缸，工作全部完成，气缸停止在工位1。

1.2.硬件设计 1.2.1 I/O地址分配表 根据对单轴运动控制系统的分析，分配对应的I/O口，I/O地址分配表如表XO 急停按钮X11 停止按钮X1 位置1 X12 右移 X2 位置2 X13 手动 X3 位置3 X14 吸附 X5 吸附/松开X15 上移 X6 上位X16 下移 X7 下位X17 左移 X10 启动按钮 表1.2.1.1 PLC输入设备 Y4 吸附控制 Y10 上升控制 Y11 下降控制 Y2 左移控制 Y3 右移控制 Y6 启动控制 Y5 停止控制 Y7 复位控制 表1.2.2.2PLC输出设备

amesim与matlab联合仿真参数设置(精)

Amesim 与 matlab 联合仿真参数设置 实验软件平台 Matlab2009a , amesimR8a , VC6.0企业版 步骤: 1 将 VC++中的 "vcvar32.bat" 文件从 Microsoft Visual C++目录(通常 是 .\Microsoft Visual Studio\VC98\Bin中拷贝至 AMESim 目录下。 2 设置环境变量:我的电脑 -〉属性 -〉高级 -〉环境变量。设置 AMESim 环境变量:变量名 AME , 值为其安装路径如安装在 C 盘中则值为 C:\。设置 Matlab 环境变量:变量名MATLAB 值为 D:\MATLAB701。确认在系统变量 PATH 中包含系统安装目录C:\WINNT\System32 3 在 Matlab 的目录列表里加上 AMESim 与 Matlab 接口文件所在的目 录 %AME%\matlab\amesim。 File-〉 Set Path-〉 Add Folder 加上 C:\AMEsim\matlab\amesim。 (注意 amesimR8A 是 将 %AME%\scripting\matlab\amesim设置到 MATLAB 路径中 4 将联合仿真的许可证文件 licnese.dat 拷贝到 AMESim 安装目录下的 licnesing 文件夹中 5 确认是否在 AMESim 中选择 VC 作为编译器。具体操作在AMESim-〉 Opions-> AMESim Preferences->Compilation/Parameters中。 . 在MATLAB 命令窗口中输入命令 Mex -setup , 选择 VC 作为编译器。 如果上面设置成功下面不用看 下面给出 amesim4.0版本设置方法 为了实现二者的联合仿真,需要在 Windows2000或更高级操作系统下安装Visual C++ 6.0,AMESim4.2以上版本与 MATLAB6.1上版本 (含 Simulink

位置随动系统设计与仿真

中文摘要：随动系统，通常也被称为伺服系统，是一种反馈控制系统。它是用来控制被控对象的某种状态，使被控对象的输出能自动、连续、精确地复现输入信号变化规律的一种控制系统,随动系统的控制对象通常为角度或机械位置，该系统最初用于船舶的操舵系统、火炮控制以及指挥仪中，后来慢慢推广到众多领域，尤其多见于自动车床、天线位置的控制还有导弹和飞船的制导等。如今随动系统的应用几乎扩展到了民用、工业、军事等各个领域，随着家用电器的普及和全自动化，它在生活中的应用也越来越广泛。而位置随动系统的被控量是位置，一般用线位移或角位移表示。当位置给定量作某种变化时，该系统的主要任务就是使输出位移快速而准确地复现给定量位移。

第一章绪论 1.1课题研究背景 1.1.1随动系统现状及历史 随动系统，通常也被称为伺服系统，是一种反馈控制系统。它是用来控制被控对象的某种状态，使被控对象的输出能自动、连续、精确地复现输入信号变化规律的一种控制系统，其衡量指标主要有超调量、稳态误差、峰值时间等时域指标以及相角域度、幅值域度、频带宽度等频域指标，其输入是一种变化规律未知的时间函数。随动系统中的驱动电机应该具有响应速度快、定位准确、转动惯量大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。早在二十世纪三十年代，伺服机构这个词便进入人们的视线了。到二十世纪中期，在自动控制理论的发展下随动系统也得到了极大的发展，其应用领域进一步扩大。近几十年，伺服技术更是取得飞跃发展，其应用也迅速扩展到民用、工业和军事领域中。在冶金行业，它用于多种冶金炉的电极位置控制，机器的运行控制等；在运输行业中，水路陆路空中三方的运输工作也都用到了伺服系统，比如，飞机的驾驶，电力机车的调速，船舶的操舵等，一定程度上都实现了“自动化”控制；如今，军事领域也充分运用到了伺服系统，比如雷达天线的自动瞄准的跟踪控制，导弹和鱼雷的自动控制等等。另外，随着空调、洗衣机等各类家用电器在家庭中的普及，伺服系统的应用也走入到了我们的日常生活中。 1.1.2随动系统的应用 随动系统的控制对象通常为角度或机械位置，该系统最初用于船舶的操舵系统、火炮控制以及指挥仪中，后来慢慢推广到众多领域，尤其多见于自动车床、天线位置的控制还有导弹和飞船的制导等。如今随动系统的应用几乎扩展到了民用、工业、军事等各个领域，随着家用电器的普及和全自动化，它在生活中的应用也越来越广泛。 人们应用随动控制系统主要是为了达到下面几个目的： ⒈用较小的功率指令信号来控制很大功率的负载，比如火炮控制、船舵控制等。 2.在没有机械连接的情况下，利用输入轴控制远处的输出轴，从而实现远距离的同步传动控制。

控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计 1．课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析； 4、学会分析系统的性能指标； 2．课程设计题目及要求 设计要求 1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1 个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根） G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得 到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超 调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;

机器人抓取装置位置控制系统校正装置设计

自动控制原理课程设计题目：机器人抓取装置位置控制系统校正装置设计 专业：电气工程及其自动化 姓名： 班级：学号： 指导老师：职称：

初始条件： 一个机器人抓取装置的位置控制系统为一单位负反馈控制系统，其传递函数为()()() 15.013 0++=s s s s G ，设计一个滞后校正装置，使系统的相 角裕度?=45γ。 设计内容： 1.先手绘系统校正前的bode 图，然后再用MATLAB 做出校正前系统的bode 图，根据MATLAB 做出的bode 图求出系统的相角裕量。 2.求出校正装置的传递函数 3. 用MATLAB 做出校正后的系统的bode 图，并求出系统的相角裕量。 4.在matlab 下，用simulink 进行动态仿真，在计算机上对人工设计系统进行仿真调试，确使满足技术要求。 5.对系统的稳定性及校正后的性能说明 6.心得体会。

1频率法的串联滞后校正特性及方法 1.1特性：当一个系统的动态特性是满足要求的，为改善稳态性能，而又不影响其动态响应时，可采用此方法。具体就是增加一对靠的很近并且靠近坐标原点的零、极点，使系统的开环放大倍数提高β倍，而不影响开环对数频率特性的中、高频段特性。 1.2该方法的步骤主要有： ()1绘制出未校正系统的bode 图，求出相角裕量0γ，幅值裕量g K 。 ()2在bode 图上求出未校正系统的相角裕量εγγ+=期望处的频率 2c ω,2c ω作为校正后系统的剪切频率，ε用来补偿滞后校正网络2c ω处的 相角滞后，通常取??=15~5ε。 ()3令未校正系统在2c ω的幅值为βlg 20，由此确定滞后网络的β值。 ()4为保证滞后校正网络对系统在2c ω处的相频特性基本不受影响，可 按10 ~ 2 1 2 2 2c c ωωτ ω= =求得第二个转折频率。 ()5校正装置的传递函数为()1 1 ++= s s s G C βττ ()6画出校正后系统的bode 图，并校验性能指标 2确定未校正前系统的相角裕度 2.1先绘制系统的bode 图如下：

amesim与matlab联合仿真步骤(自己总结)

Amesim与matlab 联合仿真参数设置 实验软件平台 Matlab2009a，amesimR8a ，VC6.0 企业版(英文版) 步骤： 1 将VC++中的"vcvar32.bat" 文件从Microsoft Visual C++目录（通常是.\Microsoft Visual Studio\VC98\Bin 中）拷贝至AMESim 目录下。 2 设置环境变量：我的电脑- 〉属性-〉高级- 〉环境变量。设置AMESim环境变量：变量名AME，值为其安装路径如安装在 C 盘中则值为C:\+amesim 安装路径。设置Matlab 环境变量：变量名MATLAB值为D:\MATLAB，此处我安装的matlab 在D 盘根目录下。确认在系统环境变量PATH 中包含系统安装目录C:\WINDOWS\system32 3 在Matlab 的目录列表里加上AMESim 与Matlab 接口文件所在的目录%AME%\matlab\amesim。File- 〉Set Path- 〉Add Folder 加上需要联合仿真的amesim文件目录和C:\AMEsim\matlab\amesim(注意R8A版本是将%AME%\scripting\matlab\amesim 设置到MATLAB路径中）加入matlab 默认路径中 4 将联合仿真的许可证文件licnese.dat 拷贝到AMESim 安装目录下的licnesing 文件夹中 5 确认是否在AMESim 中选择VC 作为编译器。具体操作

在AMESim-〉Opions-> AMESim Preferences->Compilation/Parameters中。. 在MATLAB命令窗口中输入命令Mex -setup，选择VC 作为编译器 注意点： 1，Vc建议安装企业版而且是英文的，其第一次打开安装文件安装并不完全，重启动以后再次点安装文件，会出现于第一次安装文件不同的界面，就说明没有安装完全 2，Matlab 的安装目录和amesim的安装目录都不能在中文路径下，而去文件夹的名称不能有空格 3，联合仿真设置成功的标志: 可以运行amesim- 〉HELP- 〉GET AMESIM DEMO-〉interface- 〉amesimsimulink 下的范例 4，如果运行的现实找不到matlab bin 则说明系统环境变量中没有设置matlab 路径，设置方法见上面，再重启电脑，再次用amesim打开范例并到参数模式下，运行TOOLS-〉Start matlab，系统会调用matlab 程序，再在打开的matlab 中找到与amesim中打开的文件同目录且同名的.mdl 文件，在matlab 中运行仿真，如果没有错误则在amesim 中进入仿真模式打开相应的元件就可 以看到曲线（注意在amesim中不用运行仿真）

MATLAB电液位置伺服控制系统设计及仿真教案资料

M A T L A B电液位置伺服控制系统设计及仿真

数控机床工作台电液位置伺服控制系统设 计及仿真 姓名：雷小舟 专业:机械电子工程 子方向：机电一体化 武汉工程大学机电液一体化实验室

位置伺服系统是一种自动控制系统。因此，在分析和设计这样的控制系统时，需要用自动控制原理作为其理论基础，来研究整个系统的动态性能，进而研究如何把各种元件组成稳定的和满足稳定性能指标的控制系统。若原系统不稳定可通过调整比例参数和采用滞后校正使系统达到稳定，并选取合适的参数使系统满足设计要求。 1 位置伺服系统组成元件及工作原理 数控机床工作台位置伺服系统有不同的形式，一般均可以由给定环节、比较环节、校正环节、执行机构、被控对象或调节对象和检测装置或传感器等基本元件组成[1]。根据主机的要求知系统的控制功率比较小、工作台行程比较大，所以采用阀控液压马达系统。 系统物理模型如图1所示。 图1 数控机床工作台位置伺服系统物理模型 系统方框图如图2所示。 图2 数控机床工作台位置伺服系统方框图 数控机床工作台位置伺服系统是指以数控机床工作台移动位移为控制对象的自动控制系统。位置伺服系统作为数控机床的执行机构，集电力电子器件、控制、驱动及保护为一体。数控机床的工作台位置伺服系统输出位移能自动地、快速而准确地复现输入位移的变化，是因为工作台输出端有位移检测装置（位移传感器）将位移信号转化为电信号反馈到输入端构成负反馈闭环控制系统。反馈信号与输入信号比较得到差压信号，然后把差压信号通过伺服放大器转化为电流信号，送入电液伺服阀（电液转换、功率放大元件）转换为大功率的液压信号（流量与压力）输出，从而使液压马达的四通滑阀有开口量就有压力油输出到液压马达，驱动液压马达带动减速齿轮转动，从而带动滚珠丝杠运动。因滚珠丝杠与工作台相连所以当滚珠丝杠 运动时，工作台也发生相应的位移。 2数控工作台的数学模型 2.1 工作台负载分析 工作台负载主要由切削力c F ,摩擦力f F 和惯性力a F 三部分组成，则总负载力为: a f c L F F F F ++=

控制系统设计与仿真实验报告

阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根 控制系统设计与仿真上机实验报告 学院：自动化学院 班级：自动化 姓名： 学号： 法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。． 阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根 一、第一次上机任务 1、熟悉matlab软件的运行环境，包括命令窗体，workspace等，熟悉绘图命令。 2、采用四阶龙格库塔法求如下二阶系统的在幅值为1脉宽为1刺激

下响应的数值解。 2?，??n10?0.5,??(s)G n22?????2ss nn3、采用四阶龙格库塔法求高阶系统阶单位跃响应曲线的数值解。 2?，，??5T?n100.5,???Gs)( n22???1)?s(?2s)(Ts?nn4、自学OED45指令用法，并求解题2中二阶系统的单位阶跃响应。 程序代码如下： 法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。． 阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

;曲线如下： 法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。．阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。．阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

法拉兹·日·阿卜——学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸收都不可耻。． 阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根 二、第二次上机任务 试用simulink方法解微分方程，并封装模块，输出为。得到各、1x i 状态变量的时间序列，以及相平面上的吸引子。 ?x?x??xx?3121? ??xx?x???322 ??xx?xx??x??32321参数入口为的值以及的初值。（其中，以及??????x28?10,?8/,,3,?i1模块输入是输出量的微分。）初值分别为提示：0.001xxx?0,?0,?312s:Simulink

MATLAB控制系统与仿真设计

MATLAB控制系统与仿真 课 程 设 计 报 告 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级：测控技术与仪器1301班 姓名：吴凯 学号：1306070127

指导教师：杨洁昝宏洋 基于MATLAB的PID恒温控制器 本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法，大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器（亦称调节器）及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器，若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中，参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展，对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件，例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法，线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法，设计一个温控系统的PID控制器，并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词：PID参数整定；PID控制器；MATLAB仿真。 Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid

步进电机定位控制系统设计

学生学号 课程设计 题目步进电机定位控制系统设计 学院信息工程学院 专业 班级 姓名 指导老师

2013~2014学年6月20日

课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目:步进电机定位控制系统设计 初始条件： 1. 具备电子电路的基础知识及查阅资料和手册的能力； 2. 熟悉ISE 仿真软件的操作与运用； 3. 掌握步进电机的工作原理。 要求完成的主要任务: 1. 设计一个基于FPGA 的4 相步进电机定位控制系统，包括步进电机方向设定 电路模块、步进电机步进移动与定位控制模块和编码输出模块。 2.撰写符合学校要求的课程设计说明书。 时间安排： 1、2014 年06月11日，布置课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2014 年06月12日至2014年06月17日，设计说明书撰写。 3、2014年06月18日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录 摘要........................................................................................................................ I Abstract ................................................................................................................. II 1 设计目标及简介 (1) 1.1设计目标 (1) 1.2 步进电机简介 (1) 2 VHDL语言介绍 (2) 3 Quartus Ⅱ介绍 (3) 4 系统组成 (4) 4.1 四相步进电机工作原理 (4) 4.2 系统组成 (6) 5 模块设计 (7) 5.1 FPGA模块图及信号说明 (7) 5.2 系统模块构成 (7) 5.3 各模块间整体共享的电路内部传递信号 (7) 5.4 电机方向设定电路模块 (8) 5.5 步进电机步进移动与定位控制模块 (9) 5.6 编码输出模块 (9) 6 程序设计与仿真 (10) 7 仿真结果 (16) 8 实验总结 (18) 参考文献 (19)

AMESim和ADAMS联合仿真设置

AMESim和ＡＤＡＭＳ 依托AMESim7.0与adams2007或2005联合仿真过程，除要用到这两中软件外还要安装完整版的vc++（注意不能要绿色版，要完整破解版）。 设置环境变量： 右键点击我的电脑>属性>高级>环境变量，在administration 用户变量栏下点“新建”，设置：变量名 AME_ADAMS_HOME 变量值填写你安装adams的安装路径（例如：D:\adams2005） 然后确定。在开始>运行栏中打cmd进入dos环境，输入 echo %AME_ADAMS_HOME% 注意echo后有空格，然后回车，显示你的adams安装路径（例如：D:\adams2005）说明正确。 下面总体说一下联合仿真过程，简单的说，是两种软件量与量的交换过程。首先在adams中会建立一个接受AMESim传来的量（f）驱动模型，然后从adams中输出一个模型量（w）传到AMESim。 建立adams模型: 首先建立一个工作文件夹，adams和AMESim的工作目录全部指向它，注意这个文件夹的名字和路径全部为英文不能有其他符号和字符，视频教程中建在c盘根目录下，命名aa。为了说明清楚，在这里仅建立了一个绕固定点旋转的杆件模型，在它和ground直接加入铰接关系，就是那个合页的连接关系，给它加入空间力矩。然后在build下选system elements>stable variable>new建立新的变量f（AMESim 输入扭矩），用同样的方法建立变量w（adam s输出角速度），并且设置w的值，从build下选system elem ents>stable variable>modify选择model中的w，设定f=值，点击三个小点的按钮进入function build，在下拉框中选择velocity，单击anglar velocity about Z，点击assist，在to marker 栏右键单击，选择marker>browse,选择part2 cm（杆中心点），OK，Ok，删掉原有的0，然后确定， 然后选择build>contral toolit>plant input在弹出对话框中，双击variable nam e栏，Database Navigator中选择f，OK；同样在build>contral toolit>plant output的Database Navigator中选择w为输出变量，OK！ 将前面设定的扭矩值设定为f，就是在那个fuction窗口中选data element>plant input. 从tool>plung manage>中选择control，调出control，在control下选择plant explorer，在plant input选择pinput1，在plant output选择poutput1，点确定。这时在aa文件夹下会出现三个文件*.inf, *.adm, *.cmd，其中*.inf文件包含了进行联合仿真时AMESim软件所需要的一些基本信息，如工作路径、文件名、输入输出变量的特征、状态变量数。*.cmd, *.adm分别是仿真运行时计算方式为交互式和批处理式所必须的数据文件，包含ADAMS求解器可读的信息，这些信息在运行仿真时，将输入到求解器。