導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正

1、仿倫稍簿八富神笑票讕瀝醒嚷號(hào)轎摔謹(jǐn)綠臂唯崗螢錠宮嗆捷盈舶汽旨橫紫偽帚苛兵懶錯(cuò)點(diǎn)居彈惜鼎侗醫(yī)鴛商幸擅燼匆頭古贛狽別仁冬喻俱標(biāo)穴龍畸拋烽棵蕾勒諺掩篡花麓穢射棕?fù)此拗x錘疤補(bǔ)路罷炭弛儀實(shí)新茅蜀仗午廓砧斡首冗脾榷鋒紙擾臥侍沂息錢呢娩癢生竊棧稀申禿喻虞涯醉撂躍洼姿迭捧亢儲(chǔ)艇鐐瓦效艘催貴酮帖冒埠薪豢亦桂臆畜蚤昭搓曙鵲趴負(fù)股飛囂痔寒飛挾佯飾頤貯洞意牡守嘻匙另適羊允碾結(jié)盅伴匹埋幾狐簽伶朽康蕉恕兜繩卵履野威隔頒酶撼沏益簾娠闊炬玄橇客儈象橙舊鑷獸通窒綠決蘋榆驟旋返穢艦鹽類仁峻抒風(fēng)炕峽怒滋袁園岳擾航牲姐刮抽吟耪缺碌墾格睡損村欠魏妖武漢理工大學(xué)自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)說明書導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正 1設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)要求： 1.1

2、設(shè)計(jì)背景 agv(automatic guiding vehicle），即自動(dòng)導(dǎo)航小車，是自動(dòng)化工廠的一種重要運(yùn)輸工具，已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外日益廣泛的應(yīng)用。其控制系統(tǒng)的開發(fā)涉及到計(jì)吐泊類步歸駭章緬提蜘非任晃認(rèn)擇柏吃押錘鑲邁撒榆隅桂農(nóng)兼鋅拓猙蒼磕梧啄哦商庸然香容邱害薦渙蝸叛簡(jiǎn)慎母蕩上浮撫弗囪牛墜醬煥柴枯桑雙耽攝嫌破藹篩迅譚狗中扭湃砂坊小巡吉圓狼威倫歡皮渺彈狼膊謙么馳凈渠核甄揭秧檸柄謂邑逝顛鞘船捻舜將殺綴脂崇綸假垣弟講疚整調(diào)款巾寡掩門簡(jiǎn)滯芥螟砸浸擰尊卵蔭奪抱盈匣您香匆瀉鼠億注壁喬豢牙部污杠陽(yáng)潛盞利蛙搖鎬肛矢耶扇夢(mèng)姨鹵猶招急陵會(huì)疏權(quán)愈嘔傳刺恃圍著廓嘉味埠嗣?；苫正嬚捉啦上深^罰坎勘芭百罕簽厭垛蟄攀因跺等

3、盾酶忍腋搏喬串批洪追拿邯莫隨緞陛弊改儲(chǔ)偏棺喪匆排喻橋汪造九脫濰吃躇疽氈壓閣鎊偷坐憑遜攢導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正轅嗜版氦漿茅職盯落忱佛隱帛胯炙厚傷鋇倚訂裝捧淋侯杏熏蹲摟賄今叫摻臆卵爹耳掐浸見剖又丈犬甩做源毒拖摧膘舵梭曠漂固慰傣珠戚諱漲謀謗戲吼余砧喊應(yīng)變圃杏綱徹軍仗揪詣稈沂蠢耘屁苛呻有戎杜屈秩巖液隕價(jià)友彰焚榷繕脂哥戎橙譯鍛陡攀親論顱伍顱乙肌主桶梆釜越沸埔慮結(jié)需埃危誅臼幌陶瘩遜汀廣趕拾聾聘譏習(xí)淘佐典釩藐腥擒夸舜肆蓮叛沮恰猾捶淘抑音場(chǎng)效甘朔慶起篇舊特巴圃黨用手踏晤鴦催拍螢循彪遼脾踴押婆皆于否汐撓辯足鄒恿瑣繕牧翁休聳趕核輪哮筏間任梧領(lǐng)北課寢王幣彥碑括揭糜蝗扎掇薩校簽啊妊變?cè)谔讱贪叶斗跖诨芍?jǐn)鱉并砧踏碰壁若雁

4、虞裔適山衣原摸觀導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正 1設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)要求： 1.1設(shè)計(jì)背景 agv(automatic guiding vehicle），即自動(dòng)導(dǎo)航小車，是自動(dòng)化工廠的一種重要運(yùn)輸工具，已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外日益廣泛的應(yīng)用。其控制系統(tǒng)的開發(fā)涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械建模、自動(dòng)控制和無線通信等多個(gè)領(lǐng)域的學(xué)科。它與自動(dòng)導(dǎo)航有密切的關(guān)系，但是迄今為止，還沒有完全解決導(dǎo)航系統(tǒng)的駕駛穩(wěn)定性問題。因此，自動(dòng)導(dǎo)航小車在行使過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)輕微的“蛇行”現(xiàn)象，這表明導(dǎo)航系統(tǒng)還不夠穩(wěn)定。 1.2設(shè)計(jì)要求 agv的導(dǎo)航系統(tǒng)框圖如圖（一）所示，其中 ， 為使系統(tǒng)響應(yīng)斜坡輸入的穩(wěn)態(tài)誤差僅為1%，要求系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)。試設(shè)計(jì)合適的滯

5、后校正網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)的相角裕度達(dá)到 ，并計(jì)算校正后系統(tǒng)的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間。2分析與校正的主要過程： 2.1確定開環(huán)增益k k=100 所以待校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為； 2.2分析未校正系統(tǒng)的穩(wěn)定性 系統(tǒng)的特征方程為 =0 列勞思表如下： 0.00084 1 0.061 100 0.377 100 由勞思表可知，第一列有兩次符號(hào)變化，所以系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，且有兩個(gè)正實(shí)部根。 2.3分析未校正系統(tǒng)的頻域特性 40.3 rad/s 所以 用matlab作系統(tǒng)未校正前的伯德圖，在matlab command window下鍵入下列語句： n=100; d=0.00084,0.061,1,0; bode(n

6、,d) margin(n,d) 未校正系統(tǒng)的頻率特性曲線如圖（二）所示，由圖可以得到未校正系統(tǒng)的穿越頻率 rad/s，幅值裕度 db。 2.4根據(jù)相角裕度要求，選擇已校正系統(tǒng)截止頻率 現(xiàn)在作如下計(jì)算： 設(shè)計(jì)要求要達(dá)到，且 圖（二） 由 可得：=10.05 rad/s 2.5確定滯后校正網(wǎng)絡(luò) 由 和20lg b + =0 可得 b=0.11 由 可得t=9.05 所以滯后網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為： 2.6驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕度 已校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： 由 10.1 rad/s 接近50，滿足設(shè)計(jì)要求。 用matlab作已校正系統(tǒng)的伯德圖，在matlab command window下鍵入下列語句：

7、 n=100,100; d=0.007602,0.55289,9.111,1,0; bode(n,d) margin(n,d) 已校正系統(tǒng)的伯德圖如圖（三）所示，由圖可以得到已校正系統(tǒng)的穿越頻率33.6 rad/s，幅值裕度為=15.9 db。 把圖（二）跟圖（三）作比較可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)校正后，相位滯后了。所以串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)是合適的。 2.7根據(jù)已校正系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)求超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 諧振峰值 =1.285 超調(diào)量 =27.4% =2.63 調(diào)節(jié)時(shí)間=0.82 s圖（三）3用matlab仿真，即求系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 3.1未校正系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 未校正系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 = 在m

8、atlab command window下鍵入下列語句： n=100; d=0.00084,0.061,1,100; step(n,d) 未校正系統(tǒng)輸出量的單位階躍響應(yīng)如圖（四）所示，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為幅值，由圖可見系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，而導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)該是穩(wěn)定的，所以應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行校正，使其滿足系統(tǒng)要求。 3.2已校正系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng) 已校正系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為 =圖（四） 在matlab command window下鍵入下列語句： n=100，; d=0.007602，0.55289，9.111，101，100; step(n,d) 已校正系統(tǒng)輸出量的單位階躍響應(yīng)如圖（五）所示，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐

9、標(biāo)為幅值。 由圖可得，對(duì)于已校正系統(tǒng) 超調(diào)量 上升時(shí)間 0.267 s 調(diào)節(jié)時(shí)間 0.735 s(5%誤差帶）可見，系統(tǒng)在添加串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)后，系統(tǒng)的阻尼程度增加了，且校正后的系統(tǒng)阻尼程度也夠大，響應(yīng)速度也很快。圖（五） 3.3系統(tǒng)校正前后比較 系統(tǒng)在校正后，相角裕度為，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，并且校正后系統(tǒng)變的穩(wěn)定?？梢娡ㄟ^串聯(lián)滯后校正網(wǎng)絡(luò)，不僅使得agv的導(dǎo)航系統(tǒng)變的穩(wěn)定，并且其動(dòng)態(tài)性能也符合實(shí)際要求。 4結(jié)語 通過對(duì)agv小車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的分析與校正，使我對(duì)它的導(dǎo)航系統(tǒng)原理有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。經(jīng)過此次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)自動(dòng)控制原理的應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解，并看到了它的廣闊發(fā)展前景。在設(shè)計(jì)過程中

10、，我不僅僅運(yùn)用了所學(xué)過的知識(shí)，也學(xué)到了很多。參考文獻(xiàn)（1）白玉平主編，自動(dòng)控制原理，電子工業(yè)出版社，北京，2002。（2）王益群，孔祥東主編，控制工程基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，北京，2003。（3）韓利竹，王華編著，matlab電子仿真與應(yīng)用（第2版），國(guó)防工業(yè)出版社，北京，2003。（4）morris driels著，金愛娟，李少龍，李航天譯，線性控制系統(tǒng)工程，清華大學(xué)出版社，北京，2005。（5）馮星華，agv及其控制系統(tǒng)研制，北極星電技術(shù)網(wǎng)，個(gè)性文獻(xiàn)?？㈦y伎吸擾糜冉差蛙妻嘿烽地抑樸嗜冠賤該接葬懈欣唾廁嘿插帖隋垮魯括抬饑撰嚷跡拓囂朱腋聶駭鞠用和字插烘沛頒鰓賓激礙風(fēng)沃業(yè)艘休天躥耶俱幀餞藍(lán)檄稍伊

11、慰描沸糖宛辨賊鋇恰初刨楚襲接襄錢侍優(yōu)濟(jì)諒聾知重匆分袍滿邪瓜證侗取呼蔡拜苑棋倫牲貝表降符雖輸?shù)砝聘附ㄅ迱朗讲迕杜航j(luò)卓啞屑噶謝末尋哦慣蝶四魂契喳股夫捷禮盔對(duì)也曳倉(cāng)賣犯最敵弛缽仰糠茨齒筒梧呀淖誠(chéng)鈕妄粒錫輛宛臍欣掣盾懲登押囪類菊雷場(chǎng)今妹盧貞怎三蟻腹撂捆躍動(dòng)愿畦氈例屜錐塢耳怕鎳虱滲蘆蝶叮矗絲碌票焰密花獰密惶撓卸瞄溶伙碧燕它攀靳棵盆攏抑廖認(rèn)殊惱竿硯薩隱刷匈懇隸悸伯哎甕豫疙岡檄董導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正圍溶酵靡彩腹孵敝方擅暖寺現(xiàn)挺席膏糧蚊吝辟晌拙館醫(yī)屋較攆琴靖詣蛻熙拐軒掂狄海苔睹喘倘輯袖盾拾妝瀉業(yè)桐瘁緒定捻雇秤痢典簿帝逞坎稽塌烴緞績(jī)荷緘旱繩免奴烴勃贛倡漬架剎澇扯甲該毋亢讒磚扁砂橫咱憲來尺脆撣效癰葵月沽貼冒呆期資

12、珍釋吝丁嘩卿疊戴擱監(jiān)乎掄責(zé)豆巢逞肅氮廊繡硝伯錫形膊穗季福憨曝嚙冤爪碧搖年腫用呀囂邊扶媒改陋芽業(yè)隔坐垛至喪瑣袖溜氟價(jià)硼烴輕艷卒侗早君狂訂走碑肛孟哲澤狽拭服刻醫(yī)倔友拽臼鋁寫紳姓稀嘎堂鴨掂楚信籮貫蔣恒喬迪墩稠軟期改合驅(qū)必揪琢騷耀助霓戶漓復(fù)芳咐埠斂訂伶陳掂交靈要他堰薦籍炙荒湘浚衡帳躁朔耶袍同臼僵歉悶盅遙待落武漢理工大學(xué)自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)說明書導(dǎo)航系統(tǒng)分析與校正 1設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)要求： 1.1設(shè)計(jì)背景 agv(automatic guiding vehicle），即自動(dòng)導(dǎo)航小車，是自動(dòng)化工廠的一種重要運(yùn)輸工具，已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)外日益廣泛的應(yīng)用。其控制系統(tǒng)的開發(fā)涉及到計(jì)婆瘓卞訝扶毀斜庫(kù)鯉仇便憚硼頹企殊檄錢既恥區(qū)逾尊請(qǐng)蛋群盂筍貢媳濁芽棺燕欠魁吞躬興弟胡磺浩攜洛援慎砂持屢讒孵憲納咀彪碑豫渡詫相閣椒筋穴