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一级连杆控制系统的传递函数, 是自动控制系统中*首要的数学模型,可以利用控制原理动态结构图的化简来求传递函数。传递函数的稳定性决定了是否能够添加控制算法。我们可以进行传递函数的求解。 实际生产中,电液比例阀的响应速度要高于油缸的响应速度,因此在工程上一般将电液比例阀看作二阶震荡环节,其传递函数为, 通过电液比例阀手册可得到的相关参数:时间常数=0.05,3317.6210qKmsA,可以获得电液比例阀的传递函数:根据比例放大器的电压信号范围U(0~10V)和电流信号I(0~1500mA),可以求得比例控制器的传递函数1aIKU=1.50.1510A/V。D/A转化器的传递函数忽略不计。位移传感器的传递函数Km=1。根据油缸活塞杆及其相应关节转角之间的关系,得出其一级连杆机械机构本体的机械增益:1jK=300o/m。综合以上所求解到的传递函数,得到一级连杆的开环传递函数为:在MATLAB中建立登高安装车连杆机构一级连杆系统的数学模型,得到其开环传递函数的Bode图,一级连杆的传递函数处于稳定状态,因此可以对一级连杆的控制系统添加控制算法,进行轨迹规划的控制。油缸的传递函数为: 电液比例阀的传递函数: 根据比例放大器的电压信号范围U(0~10V)和电流信号I(0~1500mA),可以求得比例控制器的传递函数2aIKU=1.50.1510A/V。根据油缸活塞杆机器相应关节转角之间的关系,得出其二级连杆机械机构本体的机械增益:K2j=600o/m。通过以上求解,得到二级连杆开环控制系统的传递函数. 同理,在MATLAB中建立登高安装车连杆机构二级连杆控制系统的数学模型,得到其开环传递函数的Bode图, 二级连杆控制系统的传递函数处于稳定状态,因此二级连杆的控制系统可以添加控算法。 (2)三级连杆的PID控制仿真由于二级油缸与三级油缸选用的油缸型号相同,三级连杆所用油缸的参数与二级油缸参数相同,因此其油缸的传递函数相同、电液比例阀的传递函数、比例控制器的传递函数与上一节相同,不再在此赘述。三级连杆机械机构本体的机械增益:K3j=750.2375o/m。因此,三级连杆控制系统的开环传递函数为:在MATLAB中建立登高安装车连杆机构三级连杆控制系统的数学模型,得到其开环传递函数的Bode图,由图5.5可知,三级连杆控制系统的传递函数处于稳定状态,因此可以添加控算法。
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