文档介绍：实验报告题目: 多质量弹性扭转控制系统的设计与实现学生: 学号: 班级: 指导教师: 日期: 1 多质量弹性扭转控制系统的设计与实现目录、关键词…………………………………………………… 2 ……………………………………………………………… 2 3硬件的介绍……………………………………………………… 2 系列标准型 CPU 的介绍……………………………… 2 系列的 MM2436 的介绍……………………………… 4 系列的 DC1976 的介绍………………………………6 4数据测量及处理获取实验数据…………………………………………… 6 数据处理………………………………………………… 11 用matlab 仿真…………………………………………… 14 仿真建立模型………………………………………………… 15 采集数据……………………………………………… 16 对数据处理及拟合成新 step 图和 bode 图…………… 17 . 建立新的模型………………………………………… 18 六、控制算法设计………………………………………………… 19 七. 结论…………………………………………………………… 21 ……………………………………………………… 21 ……………………………………………………… 22 …………………………………………………………… 23 2 多质量弹性扭转控制系统的设计与实现摘要:在阻尼比较小或带有弹性部件的系统中,如长轴传动、皮带传动等,容易出现很大的振荡现象,增加了控制难度。本文设计的控制对象是多质量弹性扭转控制系统,它是工业生产中长轴传动、皮带传动等实际被控对象的一个简化模型,具有阻尼小,超调大的特性,可采用传统的 PID 控制方案。本次实验课是以 Automation Studio 软件为核心,利用贝加莱 X20CP1484 、X20MM2436 、 X20DC1976 模块来实现弹性系统控制建模与控制算法设计与参数的调整,利用 simulink 和Automation Studio 完成。实验结果表明 PID 控制方案可以提高系统的稳态精度,改善系统的动态调节性能,使系统更平稳、更快地达到预设速度。关键词:Automation Studio ;simulink ;多质量体弹性扭矩系统、控制器( PID ) 一、绪论在阻尼比较小或带有弹性部件的系统中,如长轴转动、皮带传动等,容易出现振荡现象,增加了控制难度。本文设计的控制对象是多质量弹性扭转控制系统, 它是工业生产中长轴传动、皮带传动等实际被控对象的一个简化模型,具有阻尼小,超调大的特性, 因此根据目前我们学到的知识,结合老师给我们的讲解,可采用传统的 PID 控制方案。多质量体弹性扭矩装置为两块大小不一的圆柱形质量体,分别通过中心轴固定在一条水平线上的 U型底座上。质量体之间通过具有一定柔性的弹簧连接(弹簧的柔性和弹性要足以带动轴和质量体的运动) 。第一块质量体的左端直接与直流电机(经过减速箱)刚性连接,由电机转动来驱动两块质量体进行转动。电机为24V 直流电机,使用 X20MM 驱动。在第二块质量体的右端安装有增量式编码器, 使用 X20DC 模块可以获取位置信息。要求通过控制电机使第二块质量体能够以最快的加速度达到指定的速度匀速转动,并使匀速时速度误差尽可能小。实验结果表明 PID 控制方案可以提高系统的稳态精度,改善系统的动态调节性能,使系统更平稳、更快地达到预设速度。二、硬件介绍多质量体弹性扭矩为两块大小不一的圆柱形质量体,分别通过中心轴固定在 3 一条水平线上的 U型底座上。质量体之间通过具有一定柔性的弹簧连接(弹簧的柔性和弹性要足以带动轴和质量体的运动) 。第一块质量体的左端直接与直流电机(经过减速箱)刚性连接,由电机转动来驱动两块质量体进行转动。电机为 24V 直流电机,使用 X20MM 驱动。在第二块质量体的右端安装有增量式编码器, 使用 X20DC 模块可以获取位置信息。要求通过控制电机使第二块质量体能够以最快的加速度达到指定的速度匀速转动,并使匀速时速度误差尽可能小。 1 、机械部分:两块大小不一的圆柱形质量体(见上图)分别通过中心轴固定在 U型底座(见上图黑色底座)上,保证其中心轴线在一条水平线上。两个质量体之间通过具有一定柔性的弹簧连接(弹簧的柔性和弹性要足以带动轴和质量体的运动) 。左侧质量体的左端直接与直流电机(经过减速箱)连接。电机转动可以驱动第一个质量体转动,然后通过弹簧进而驱动第二个质量体转动。 2、电气部分:由 PL