磁盘驱动读取系统的分析设计.docx
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磁盘驱动读取系统的分析设计.docx
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磁盘驱动读取系统的分析设计
磁盘驱动读取系统的分析设计
磁盘驱动读取系统的分析设计
一、闭环系统的性能分析
(1)确定使闭环系统稳定的Ka的取值范围
>>G1=tf([5000],[1,1000]);
>>G2=tf([1],conv([1,0],[1,20]));
>>G=series(G1,G2)
Transferfunction:
5000
------------------------
s^3+1020s^2+20000s
g3=
一一开环传函
G3=
一一闭环传函
>>symsKden
>>den=[11020200005000*K];
>>K=den
(2)*den(3)/den
(1)/5000
K=
4080
有劳斯判据可得k的范围是0 (2)在上述取值范围内取较小和较大的两个Ka值,仿真闭环系统的阶跃响应,并进行分析 K=100时 >>g=100*G g1=feedback(g,1) C=dcgain(g1) Transferfunction: 500000 ------------------------ s^3+1020s^2+20000s Transferfunction: 500000 --------------------------------- s^3+1020s^2+20000s+500000 C= 1 [c,t]=step(g1); >>[y,k]=max(c); >>percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot= 21.6918 >>t=setllingtime(g1) t=0.3697 K=1000时 >>g=1000*G Transferfunction: 5e006 0.4989 超调量 调节时间 0.3697(s) K=1000时 超调量 调节时间 0.4989(s) (3)考察扰动信号为单位阶跃时,上述两个Ka取值情况下,系统的抗干扰能力,并进行分析 >>g2=tf([1],conv([10],[120])) Transferfunction: 1 ---------- s^2+20s >>g1=tf([5000],[11000]) Transferfunction: 5000 ----------- s+1000 >>symsk >>g3=feedback(g2,g1,1) Transferfunction: s+1000 ------------------------------- s^3+1020s^2+20000s-5000 >>g3=feedback(g2,-g1,1) Transferfunction: s+1000 ------------------------------- s^3+1020s^2+20000s+5000 >>g4=-g3 Transferfunction: -s-1000 ------------------------------- s^3+1020s^2+20000s+5000 --------------------扰动输入的传递函数 当K=100时 >>g=tf([-1-1000],[1102020000500000]) Transferfunction: -s-1000 --------------------------------- s^3+1020s^2+20000s+500000 >>[c,t]=step(g); >>[y,k]=min(c) y= -0.0024 k= 15 c(t)=2.4*10-3(s) 当K=1000时 >>g=tf([-1-1000],[11020200005000000]) Transferfunction: -s-1000 -------------------------------- s^3+1020s^2+20000s+5e006 >>[c,t]=step(g); >>[y,k]=min(c) y= -3.4308e-004 k= 11 c(t)=0.34*10-3(s) (4)针对如下的性能指标要求,折中选取一个合适的Ka值 取Ka=100 二、速度反馈系统的性能分析 (1)运用第3章中所学的劳斯判据,确定要使闭环系统稳定,Ka和K1应如何选取? Ka=100,K1=0.03 (2)针对你选取的Ka和K1,仿真闭环系统的阶跃响应,并计算超调量、调节时间和对单位阶跃扰动的最大响应值。 >>g1=tf([5000],[11000]) Transferfunction: 5000 -------- s+1000 >>g2=tf([1],[120]) Transferfunction: 1 ------ s+20 >>g3=tf([1],[120]) Transferfunction: 1 ------ s+20 >>g0=feedback(g3*feedback(100*g1*g2,0.03,-1),1) Transferfunction: 500000 -------------------------------------------- s^3+1020s^2+35000s+500000 >>t=setllingtime(g0) t= 0.2300 >>[c,t]=step(g0); >>C=dcgain(g0) C= 1 >>[y,k]=max(c) y= 1.0206 k= 38 >>percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot= 2.0650 超调量 调节时间 0.2300(s) >>g10=-feedback(g2*g3,-g1*100*(0.03*1/g3+1),1) Transferfunction: -s-1000 ----------------------------------------------------------------扰动输入传递函数 s^3+1020s^2+35000s+500000 >>step(g10) >>[c,t]=step(g10); >>[y,k]=max(c) y= 0 k= 1 >>[y,k]=min(c) y= -0.0020 k= 38 对单位阶跃扰动的最大响应值: c(t)=2.0*10-3(s)。 三、PD控制器的性能分析——根轨迹法 利用根轨迹图,分析K3的变化对系统性能指标的影响,选取能够满足下列指标要求的K3值 >>G3=series(G,tf([11],1)) Transferfunction: 5000s+5000 ------------------------ s^3+1020s^2+20000s >>rlocus(G3) K3=14时 GK3=feedback(G3*58,1); step(GK3,0.5) 调节时间216ms 超调量0 对单位阶跃扰动的最大响应值
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