三位置继电式舵机的建模及仿真分析

摘要

本文研究三位置继电式舵机系统，主要做了以下五个方面的工作： 第一，通过与两位置继电式舵机相比较的方法，分析了三位置继电式舵机的组成及工作原理，在此基础上阐明了使用三位置继电式舵机的优缺点。 第二，借助于电磁学、气压动力学和气压伺服的相关理论，建立了三位置继电式舵机的非线性数学模型。 第三，指出了舵机的非线性所在，利用线性化理论对气动放大器的非线性数学模型进行了线性化处理。然后通过引入位置反馈，有效地消除了数学模型中因忽略因素引起的模型误差，得到了标准的数学模型。 第四，通过编制MATLAB仿真程序，对舵机系统的阶跃响应和频域响应进行了分析，提出了提高舵机稳定性和动态响应特性的方法。 第五，在MATLAB/Simulink环境下，建立了三位置继电式舵机的动态仿真模型。验证．了舵机的跟踪性能和改变模型参数提高舵机性能方法的有效性。

目录

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英文文摘

声明

1绪论

1.1课题的背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1机理分析

1.2.2系统辨识

1.2.3机理分析和系统辨识相结合

1.2.4仿真技术

1.3本文研究内容以及主要工作

2原理研究及建模概述

2.1三位置继电式舵机的工作原理研究

2.1.1基本的控制现象

2.1.2舵机的结构和工作原理

2.1.3采用三位置继电式舵机的优缺点

2.2建模概述

2.2.1三位置继电式舵机的数学模型

2.2.2三位置继电式舵机的仿真模型

2.3本章小节

3三位置继电式舵机数学模型的建立

3.1舵机的动态特性方程

3.1.1电磁阀的数学模型

3.1.2阀口流量特性

3.1.3气缸两腔的压力动态特性

3.1.4负载特性

3.2模型的推导

3.2.1气动放大器模型

3.2.2舵机的数学模型

3.2.3舵机的仿真模型

3.3本章小节

4舵机仿真分析

4.1舵机的频域稳定性分析

4.1.1速度放大系数

4.1.2系统固有频率

4.1.3系统阻尼

4.2舵机时域分析

4.3本章小节

5三位置继电式舵机的Simulink仿真

5.1 MATLAB仿真集成环境工具Simulink简介

5.2继电控制信号的产生

5.3仿真结果及分析

5.4本章小节

6结论

致 谢

参考文献