数字随动系统的设计和仿真

　　引言

　　随着国防科学技术及靶场设备的发展，不仅要求光电经纬仪具有快速的跟踪能力和高的跟踪精度，而且要具有高的可靠性，这就对随动系统提出了较高的要求。数字随动系统就是为满足这些要求而产生的。下面介绍一种数字随动系统的设计和仿真方案。

　　1随动系统要达到的性能指标

　　6)随动系统在阶跃信号输入条件下，在线性段范围内过渡过程全部结束时间不大于0.5秒，超调量

　　其中，跟踪系统误差主要来源有动态滞后误差、传感器测量误差、随机干扰误差等，这里分配给动态滞后误差量为

　　2随动系统的组成

　　系统的总体框图如图1所示。它主要包括

　　l)直流力矩电机。随动系统的执行机构。

　　2)测速发电机。作为系统的速度反馈机构。

　　3)24位轴角编码器。作为位置回路的反馈机构。

　　4)数字控制器。它主要完成以下工作:

　　(1)数字脉冲调宽输出;

　　(2)数字速度回路校正;

　　(3)数字位置回路校正。

　　5)系统接口电路板。主要包括A。输入口、数字信息的数字锁存电路、脉冲调宽输出的光电祸合电路。

　　3系统采样频率的选择

　　对本系统我们是基于连续系统的设计方法，然后用双线性变换法得到等效的离散传递函数D(z)。在用连续系统的设计方法时，没有考虑实际系统中所存在的零阶保持器的影响。如果系统的采样周期为T，那么零阶保持器的影响将大体相当于在系统中附加了一个272的延时环节，因此，这种方法只适宜于采样周期较小的情况。否则，系统的性能与设计要求相比将明显变差。假如相角的稳定储备允许减少5^o一15⁰，那么，采样周期应选为

　　系统开环剪切频率峡将是决定系统采样周期T大小的关键。

　　3.1位置回路的采样频率

　　根据系统的最大速度、最大加速度、最大误差的要求，可得到系统的精度检测点的频率。为

　　满足式(6)的要求。

　　3.2速度回路的采样频率

　　由式(5)可知，速度回路的开环频率特性的剪切频率;大致为

　　3.3脉冲调宽的频率

　　脉冲调宽频率的选择有许多互相矛盾的因素要考虑，为使系统不响应交变电压分量，开关频率必须足够高，为降低电枢回路的附加损耗，提高电机的利用系数，也要尽量提高开关频率，但受晶体管本身的炸性限制，开关频率不能太高。为了防止桥式电路同侧、如果速度回路的带宽为fa，则应有跨接在电源正负极之间的两个晶体管在交换工作状态的过程中出现同时导通现象，希望导通驱动信号比截止驱动信号延迟5一20娜，这也限制了开关频率的上限。另一方面为减小晶体管的开关损耗，又希望开关频率尽可能低。一般有