2022年磁盘驱动读取系统的分析设计 .pdf

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1、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) Transfer function: 5000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s g3=sssK2000010205000023一一开环传函G3=KsssK500002000010205000023一一闭环传函 syms K den den=1 1020 20000 5000*K; K=den(2)*den(3)/den(1)/5000 K = 4080 有劳斯判据可得

2、k 的范围是 0 K g=100*G g1=feedback(g,1) C=dcgain(g1) Transfer function: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 500000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s Transfer function: 500000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 500000 C = 1 c,t=step(g1); y,k=max(c);

3、 percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot = 21.6918 t=setllingtime(g1) t = 0.3697 K=1000 时 g=1000*G Transfer function: 5e006 - s3 + 1020 s2 + 20000 s g2=feedback(g,1) Transfer function: 5e006 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 5e006 c,t=step(g2); C=dcgain(g2) C = 1 y,k=max(c) y = 1.7109 k = 调节时间函数名师资料总

4、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 11 percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot = 71.0891 t=setllingtime(g2) t = 0.4989 超调量21.6918%100)()()(%cctcp调节时间st0.3697(s) K=1000 时超调量71.0891%100)()()(%cctcp调节时间st0.4989 (s) 名师资料总结 - - -精品

5、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - （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(1 0,1 20) Transfer function: 1 - s2 + 20 s g1=tf(5000,1 1000) Transfer function: 5000 - s + 1000 syms k g3=feedback(g2,g1,1) Transfer function: s +

6、1000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s - 5000 g3=feedback(g2,-g1,1) Transfer function: s + 1000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 5000 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - g4=-g3 Transfer function: -s - 1000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 5000 aKss

7、sssYsD5000200001020100023-扰动输入的传递函数当 K=100 时 g=tf(-1 -1000,1 1020 20000 500000) Transfer function: -s - 1000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 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 -1000,1 1020 20000 5000000) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

8、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - Transfer function: -s - 1000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s + 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 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

9、- 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 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(5000,1 1000) Transfer function: 5000 - s + 1000 g2=tf(1,1 20) Transfer function: 1 - s + 20 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

10、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - g3=tf(1,1 20) Transfer function: 1 - s + 20 g0=feedback(g3*feedback(100*g1*g2,0.03,-1),1) Transfer function: 500000 - s3 + 1020 s2 + 35000 s + 500000 t=setllingtime(g0) t = 0.2300 c,t=step(g0); C=dcgain(g0) C = 1 y,k=max(c) y = 1.020

11、6 k = 38 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - percentovershoot=100*(y-C)/C percentovershoot = 2.0650 超调量2.0650%100)()()(%cctcp调节时间st0.2300 (s) g10=-feedback(g2*g3,-g1*100*(0.03*1/g3+1),1) Transfer function: -s - 1000 - -扰动输入传递函数

12、s3 + 1020 s2 + 35000 s + 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） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - PD控制器传感器实际磁头位置预期磁头位置+-误差+-( )R s( )Y s( )V smKR

13、Ls线圈载荷1()s Js b( )1H s( )D s干扰Gc(s)=K1+K3s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(1 1,1) Transfer function: 5000 s + 5000 - s3 + 1020 s2 + 20000 s rlocus(G3) K3=14 时GK3=feedback(G3*58,1); step(GK3,0.5) 调节时间216ms 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

14、 - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 超调量0 对单位阶跃扰动的最大响应值31045.3名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -