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利用 M ATLAB 仿真分析二自由度跟随伺服系统施文济
利用 M ATLAB 仿真分析二自由度跟随伺服系统
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施丈济
(浙江水利水电专科学校,杭州 310016)
摘要利用MATLAB 提供的强大计算功能和丰富的数据处理及绘图工具,对二自由度跟随伺服系统在不同的工作条件下(如不同
的增益、转动惯量、阻尼特性等)进行系统的动、静态特性仿真分析,从而使系统的优化设计变得方便、简洁。
关键词仿真分析二自由度跟随伺服系统
Abstract 场 adoptinpowerfucalculatiofunctionanricdatpro cess吨 angraphibuildintoolpro vided 师 M ATLAB simulatioanalysiof
dynamianstaticharacteristicodegreofre edosysteiachieveundediff ere noperatioconditions(diff ere ngainro tar inertiadamp吨
characteristicetc.). Thuthoptim econvenienansim ple.
Sim ulatioanalysi degreofr eedo Foll ow 一uservsystem
要由感光检测装置、伺服放大器、直流伺服电动机等部
0 引言
分组成,其结构示意如图 I所示。
二自由度跟随伺服系统是一种使控制对象在两个感光检测元件分成仰俯(X )和左右(Y)方向两组。
坐标平面内自由转动并及时、正确地对准目标的伺服它们分别安装在太阳能电池帆板左右边的中间部分
系统。(A,,凡)及上下边的中间部分(B,,玩)。主要用来检测
由于其适用的范围较广,其控制对象在转动惯量光线是否垂直射向太阳能电池帆板。当光线满足垂直
的大小上差异很大,同时不同用途对控制系统的反映人射条件时,左右方向(Y)的AtA2感光检测元件及仰
速度及动、静态特性等要求均有所不同,因此在优化设俯方向(X )的B,,玛感光检测元件受到的光辐射强度
计时计算十分烦琐。M A'LAB 具有模块化的计算方大致相同,因此感光检测装置产生的偏差电压:
法、可视化人机交互功能,因此只要系统的数学模型确 buy = UAl一UA2 二0
定后,就可通过它的强大计算功能和丰富的数据处理 A ux 二uet一“B2 二0
及绘图工具将系统在不同条件下的根轨迹图、伯德图、因此伺服系统的电动机不转动,即表示太阳能电池帆
动态响应特性等显示、绘制出来。使设计人员一目了板不需要调整位置。这时接受最佳光线的照射。
然,极大地缩短了设计时间。本文以太阳能二自由度若光线偏移后,两组感光检测传感器接受的光辐
跟随伺服系统为例,简单介绍利用 M ATLAB 仿真分析射强度不一致,这时A,,凡和Bt,残两组感光传感器,
的过程。分别产生的偏差信号:
乙uy = UAl一un:#0
1 太阳能二自由度跟随伺服系统
'}A1Lx = UBt 一uB 0
整个系统在 X (仰俯方向)、Y(左右方向)两个自它们再分别控制