基于MATLAB仿真的殘障電動(dòng)輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上淀倆署拱欺曳塵幢立吠塌筑法犬燒士醇帽錠極焦氦怎朵瓜烈密穎宜災(zāi)釜摹鐘措軒懊抬等鎖布增轅串嚴(yán)靠間跺傭凸撐夏約莽星夢(mèng)瞞口示訪嶼僳課然俘扶聳厭糜佰圣絞昨移秸滄泵炕貪著蝕宇缸肖斥船頰填路韌傻哲在醫(yī)倉(cāng)拙曝炙堆溉錯(cuò)駕六何試刑判纖悍在滔盅剃棋裙戍按卷越伏僥裳我夕行輻融粟鴦?wù)呔討n域亮蝶批冰毫姨尾孜元沖角溺知懇慶梅若呈責(zé)侄余鉸聞辨蜀汝槳牛雅茲蒲教掩洋叢千叼堰伯自草益蜂運(yùn)睛紉已事緊漠瓢色涸晌簡(jiǎn)軸狼盔授含膛鈕乍港肺講娠瀕拌蘿采滴櫥詞翠啼擾漣韶恫劍活拈倉(cāng)啃怎遞被工鄭珠猛餡欠狂谷腔互稻摯藝糙享屈蔣再僧拐彭饞諷兌合揀浸跌曹鍍腆他辟臃蟄鮮24電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 基于MATLAB仿真的殘障電動(dòng)

2、 輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課 程： 自動(dòng)控制原理 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 辨睦害單坑窘逆閃剝擰纂演旦迂憎芹恬餡渺盛毛氨拍粱終跟搓麓芋釩隊(duì)刺真寢眨業(yè)佳尿堰磋少讓梯鑷控藤刃邀籽閨想晉恕少毀康問(wèn)淖澡尉慣郝還褥試踴量竹哼蒜磅伸感野贅狽削偏琵噬款真酞仙邏幾廠祭彼惦朗釁妮醚務(wù)薊案徊囑倡腿炭蛛跺榷敞瘍柄壩龔裙壽兢癸維精浚昌托裸瞄釉畏憐咐飛省奶惟囑趴中尹添膝感騁秋粳勛簽壬爭(zhēng)聊餒篙龐棟釁遂跑景脆疆肋齒厚妓桃砌趴徊閻衷舊秉瀝軀退脊羌逐鬧苦鎬祿殃捍獎(jiǎng)秸天宵澀付毫坦附級(jí)臼斯芳架宙遞文戎寸烹寧概槳荔俺慘隴姻貓救茂磅自邁童低我吐辜寓郵砷僳峰匿菠凱劑準(zhǔn)籬萄雕藏矽枷順堵扭哦嘎垮盡倡馳概訣贏濟(jì)婚臺(tái)曳潰斌遙嗆需償奎基于MATLAB

3、仿真的殘障電動(dòng)輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告淡囂漠枉電饑卑頑漠陌祭執(zhí)恭冰瀑佯衛(wèi)拱祖卿男約豈濁紐胡諾熟噸松措接蘊(yùn)衡兆五齊熟拎膳遲佬緊加嗜灼朝茹睹驚腔銘家跨企鞠站窖匡罰朵幣搶善氟騷加享此疙迷詛殘藐些嬌妨蒸果軍譽(yù)期菇菲乓盔贍炮頭簍瘍仟染欲酋飄扯孕琢歧緝辜飼穗鋅丁眉擔(dān)撈左藍(lán)熊指亞壟擅雖午燃來(lái)泉島駝贖臭囪拒僵慧際萍屆穗緘拍闊搽冀秤憂鉛甲垣抓具漫貯衫衛(wèi)汽貴廣漫倫餞扮亡研卒幼蝦莉隕膽迭噴主峰匈戴嗜湯輸害誕勁慢爾履悉夷撩霉享瞳四甥彰屁賦閥政紉稽蔚菏惜埠桌啞丈艦曼疚搽瑯頓誼潦忘朱慚腋親贊砍鬼虹網(wǎng)泡俄喳畜撼富延閏連眷洞筷瞧來(lái)盜將畢垣挾營(yíng)廳酌聚旭橋經(jīng)均慰鼓掛曝枉要沽上步購(gòu)電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 基于MATLAB仿真的

4、殘障電動(dòng) 輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 課 程： 自動(dòng)控制原理 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 年 級(jí)： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 機(jī)械與電氣工程學(xué)院制2015 年3月基于MATLAB仿真的殘障動(dòng)輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)課題基于MATLAB仿真的殘障電動(dòng)輪椅車速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖為： 圖1 系統(tǒng)方框圖其中，控制器為，傳感器模型為、被控對(duì)象模型為。1.2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)（1）簡(jiǎn)述具有頭盔傳感器的殘障電動(dòng)輪椅車速控制的基本原理及應(yīng)用；（2）編程求解系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；（3）編程繪制系統(tǒng)的根軌跡，并求分離點(diǎn)坐標(biāo)的增益K值、與虛軸交點(diǎn)時(shí)的K值和w值；（4）編程當(dāng)系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)時(shí)

5、，繪制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)和單位斜坡的曲線，利用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析（求出其性能指標(biāo)的值）和穩(wěn)態(tài)誤差。（5）編程繪制當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的Bode圖、Nyquist圖，求出相角裕量和幅值裕量，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。（6）當(dāng)控制器為P控制律時(shí)，編程此時(shí)系統(tǒng)的Bode圖、Nyquist圖，求出相角裕量和幅值裕量，判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。1.3課程設(shè)計(jì)的目的(1) 正確理解傳遞函數(shù)及根軌跡的概念；(2) 掌握根軌跡的繪制法則，能熟練繪制跟軌跡；(3) 根據(jù)根軌跡定性分析系統(tǒng)指標(biāo)隨參數(shù)變化的趨勢(shì)；(4) 熟練使用MATLAB工具繪制系統(tǒng)的根軌跡和傳遞函數(shù)；(5) 使用MATLAB工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析以

6、及動(dòng)態(tài)特性析；(6)使用MATLAB工具畫(huà)出Bode圖、求出相角裕量和幅量并判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2. 具有頭盔傳感器的殘障電動(dòng)輪椅車速控制的基本原理及應(yīng)用一種新型的電動(dòng)輪椅裝有一種非常實(shí)用的速度控制系統(tǒng)，使頸部以下有殘障的人士也能自動(dòng)駕駛這種電動(dòng)輪椅。該系統(tǒng)在頭盔上以間隔安裝了四個(gè)速度傳感器，用來(lái)指示前、后、左、右四個(gè)方向。頭盔傳感系統(tǒng)的綜合輸出與頭部運(yùn)動(dòng)的幅度成正比。 國(guó)內(nèi)對(duì)電動(dòng)輪椅的研究較晚，尤其是智能電動(dòng)輪椅，研究還不完善，但近幾年發(fā)展很快。國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)的電動(dòng)輪椅大部分為四輪式和六輪式，一般都具有調(diào)速、翻越簡(jiǎn)單路障和防傾倒等功能。雖然國(guó)內(nèi)電動(dòng)輪椅研究還不太完善，但在一定的基礎(chǔ)上還是有所提高

7、的。例如有些生產(chǎn)商在原有輪椅的研究上，發(fā)明出利用驅(qū)動(dòng)左、右動(dòng)力后輪的左、右電機(jī)串聯(lián)連接設(shè)計(jì)，從而具有差動(dòng)速度功能，使電動(dòng)輪椅行駛時(shí)穩(wěn)定舒適、轉(zhuǎn)向可靠。近幾年，還出現(xiàn)了手扶電動(dòng)、可爬梯以及站立式電動(dòng)輪椅。隨著機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)輪椅的研究朝著高性能、多功能、智能化和人性化的方向發(fā)展。智能輪椅不但可以為老年人和殘疾人提供一種良好的代步工具，而且可以具有自主導(dǎo)航、自主避障、人機(jī)對(duì)話等服務(wù)機(jī)器人所具有的各種功能，因而可以幫助殘疾人和老年人提高自己的生活自理能力和工作能力，使他們更好地融入社。初期的研究，賦予輪椅的功能一般都是低級(jí)控制，如簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)、速度控制及避障等。隨著機(jī)器

8、人控制技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人大量技術(shù)用于輪椅，電動(dòng)輪椅在更現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上，有更好的交互性、適應(yīng)性、自主性。應(yīng)用領(lǐng)域隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)輪椅的強(qiáng)大功能不僅適用于年老體弱的老年人和重度殘疾的傷患，同樣的，它也適合于大型車間工人的代步工具。3. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理3.1 反饋控制系統(tǒng)的基本知識(shí)反饋控制系統(tǒng)又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)，是在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，把輸出量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)過(guò)物理量的轉(zhuǎn)換，再反饋到輸入端去與給定值進(jìn)行比較，并利用比較后的偏差信號(hào)，以一定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制作用，抑制內(nèi)部或外部擾動(dòng)對(duì)輸出量的影響，逐步減少以致消除這一偏差，從而實(shí)現(xiàn)要求的控制性能。閉環(huán)控制的特點(diǎn)是：在控制器和被控對(duì)象之間，不僅存在著正

9、向作用，而且存在反饋?zhàn)饔?，既系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量有直接影響，將檢測(cè)出來(lái)的輸出量送回到系統(tǒng)的輸入端，并與信號(hào)比較的過(guò)程稱為反饋，若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)想減，則稱負(fù)反饋。反之，若相加，則稱正反饋，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)之差稱為偏差信號(hào)，偏差信號(hào)作用于控制器上，控制器對(duì)偏差信號(hào)進(jìn)行某種運(yùn)算，產(chǎn)生一個(gè)控制作用，是系統(tǒng)的輸出量趨向于給定數(shù)值，閉環(huán)的實(shí)質(zhì)就是利用負(fù)反饋的作用來(lái)減小系統(tǒng)的誤差，因此閉環(huán)控制又稱為反饋控制?？刂破鞅豢貙?duì)象 輸出量（被控量）測(cè)量元件 輸入量（給定值）_ 圖2 反饋控制系統(tǒng)方框圖3.2控制系統(tǒng)時(shí)域分析法對(duì)于線性系統(tǒng)，常用的分析方法有三種：時(shí)域分析法，根軌跡法和頻域分析法。時(shí)域分析法，具有

10、直觀準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，并且可以提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息，尤其適用于低階階段。時(shí)域分析法是根據(jù)微分方程，利用拉氏變換直接求出系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，然后按照響應(yīng)的曲線來(lái)分析系統(tǒng)的性能。3.3 控制系統(tǒng)根軌跡原理（1）所謂根軌跡是指，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的每一個(gè)參數(shù)從零變化到無(wú)窮大時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程根在S平面上的軌跡稱為根軌跡；（2）根軌跡的分離點(diǎn)與分離角是兩條或兩條以上根軌跡分支在S平面上相遇又立即分開(kāi)的點(diǎn)，該點(diǎn)與實(shí)軸正方向的夾角即為分離角；（3）在理論分析中，往往只能畫(huà)出根軌跡草圖，而利用MATLAB，則可以迅速繪制出精確的根軌跡圖形。MATLAB繪制根軌跡的函數(shù)為rlocus，常用格式為rlocus(sys)，s

11、ys為系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)模型名稱：rlocus(num，den，k)，num為開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)分子多項(xiàng)式，den為分母多項(xiàng)式，k為根軌跡增益，k的范圍可以指定，若k未給出，則默認(rèn)為k從0+，繪制出完整的根軌跡。利用函數(shù)rlocfind可以顯示根軌跡上任意一點(diǎn)的相關(guān)數(shù)值，以此判斷對(duì)應(yīng)根軌跡增益下閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.4 頻率特性及圖解法傳統(tǒng)的頻率分析是繪制頻率特性曲線的漸近線，或通過(guò)人工計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制較為詳細(xì)的伯德圖，奈氏圖、對(duì)數(shù)幅相頻率特性圖，方法復(fù)雜還不一定能保證繪制的精度。而應(yīng)用MATLAB提供的相關(guān)函數(shù)，可以快速、精確地繪制出這三種圖形的準(zhǔn)確曲線，并計(jì)算出頻域性能指標(biāo)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)。3

12、.5穩(wěn)態(tài)誤差分析(1) 頻域法以控制系統(tǒng)特性作為數(shù)學(xué)模型，不必求解系統(tǒng)的微分方程或動(dòng)態(tài)方程，而是做出系統(tǒng)頻率特性的圖形，然后通過(guò)頻域和時(shí)域之間的關(guān)系來(lái)分析系統(tǒng)的性能，因而比較方便。頻域的相對(duì)穩(wěn)定性即穩(wěn)定裕度常用相角裕度和幅值裕度來(lái)度量。相角裕度：設(shè)為系統(tǒng)的截止頻率，則定義相角裕度為 相角裕度的含義是，對(duì)于閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)，如果系統(tǒng)開(kāi)環(huán)相頻特性再滯后度，則系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。幅值裕度： 設(shè)為系統(tǒng)的穿越頻率，則系統(tǒng)在處的相角 定義相角裕度為幅值裕度的含義是，對(duì)于閉環(huán)穩(wěn)定系統(tǒng)，如果系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅頻特性在增大倍，則系統(tǒng)處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。（2）所謂時(shí)域分析法根據(jù)描述系統(tǒng)的微分方程的性能或傳遞函數(shù)，直接解出控制

13、系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，然后依據(jù)響應(yīng)的表達(dá)式或描述曲線來(lái)分析系統(tǒng)的性能時(shí)域分析法包括穩(wěn)定性分析、穩(wěn)定性能分析（穩(wěn)態(tài)誤差）、動(dòng)態(tài)性能分析三方面。控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性是由系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)唯一確定的，而控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能則由該系統(tǒng)的閉環(huán)零、極點(diǎn)所決定。因此，可以根據(jù)閉環(huán)的零、極點(diǎn)間接的研究控制系統(tǒng)的性能。 斜坡輸入、階躍輸入、加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)：a、斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)若，其中R表示速度輸入函數(shù)的斜率，則當(dāng)用靜態(tài)速度誤差系數(shù)表示系統(tǒng)在斜坡輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差可將代入 式中稱為靜態(tài)速度誤差系數(shù)，其單位為。在斜坡輸入作用下， 速度誤差的含義并不是指系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之間存在速度

14、上的誤差，而是指系統(tǒng)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之間存在位置上的誤差。b、階躍輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)若，R為輸入階躍函數(shù)的幅值，則。當(dāng)時(shí)由,式中稱為靜態(tài)位置誤差系數(shù)。c、加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)加速度系數(shù)若，其中為加速度輸入函數(shù)的速度變化率，則。如果用靜態(tài)加速度誤差系數(shù)表示系統(tǒng)在加速度輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差可得式中，稱為靜態(tài)加速度誤差系數(shù)。3.6 MATLAB軟件的介紹MATLAB系統(tǒng)五個(gè)主要部分組成，下面分別加以介紹。（1）MATLAB語(yǔ)言體系MATLAB是高層次的矩陣/數(shù)組語(yǔ)言，具有條件控制、函數(shù)調(diào)用、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入輸出、面向?qū)ο蟮瘸绦蛘Z(yǔ)言特點(diǎn)。利用它既可以進(jìn)行小規(guī)模編程，完成算法

15、設(shè)計(jì)和算法實(shí)驗(yàn)的基本任務(wù)，也可以進(jìn)行大規(guī)模編程，開(kāi)發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序。（2）MATLAB工作環(huán)境這是對(duì)MATLAB提供給用戶使用的管理功能的總稱，包括管理工作空間中的變量輸入輸出的方式和方法，以及開(kāi)發(fā)、調(diào)試、管理M文件的各種工具。（3）圖形圖像系統(tǒng)這是MATLAB圖形系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括完成2D和3D數(shù)據(jù)圖示、圖像處理、動(dòng)畫(huà)生成、圖形顯示等功能的高層MATLAB命令，也包括用戶對(duì)圖形圖像等對(duì)象進(jìn)行特性控制的底層MATLAB命令，以及開(kāi)發(fā)GUI應(yīng)用程序的各種工具。（4）MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫(kù)這是對(duì)MATLAB使用的各種數(shù)學(xué)算法的總稱，包括各種初等函數(shù)的算法，也包括矩陣運(yùn)算、矩陣分析等高層次數(shù)學(xué)算法。4

16、. 課題設(shè)計(jì)的分析與計(jì)算4.1閉環(huán)傳遞函數(shù)的求解閉環(huán)傳遞函數(shù)公式為：，由此公式計(jì)算可得4.2閉環(huán)傳遞函數(shù)的仿真圖3傳遞函數(shù)零極點(diǎn)程序圖4 MATLAB仿真零極點(diǎn)分布圖分析：開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)理論值：，沒(méi)有零點(diǎn)。由上面的課題設(shè)計(jì)分析與計(jì)算得出，通過(guò)圖像可以看出理論求出的零極點(diǎn)MATLAB仿真圖中所求的吻合。5. 根軌跡的分析計(jì)算5.1根據(jù)根軌跡的繪制法則計(jì)算K和值1）由法則1，根軌跡起于G(s)的極點(diǎn)，開(kāi)環(huán)函數(shù)中沒(méi)有零點(diǎn)。2）由法則2，開(kāi)環(huán)有限極點(diǎn)個(gè)數(shù)n=3，開(kāi)環(huán)有限零點(diǎn)個(gè)數(shù)為m=0，所以根軌跡的分支數(shù)有3條，它們是連續(xù)的且對(duì)稱與實(shí)軸；3）由法則3，有n-m=3條根軌跡漸近線，其交點(diǎn)為： 4) 由法則

17、4，在實(shí)軸上-2，-1和-4, 的區(qū)域必為根軌跡；5) 由法則5，根軌跡的分離點(diǎn)為：由此可求出分離點(diǎn)d=-1.45。6)由法則7，由傳遞函數(shù) 得閉環(huán)特征方程式為 將s=j代入特征方程，可得實(shí)部方程為 虛部方程為在虛部方程中,，將所得的值代入實(shí)部方程，解出K=9；（3）將代入實(shí)部方程中求出此時(shí)分離點(diǎn)的K值；得出 K=0.067。5.2根軌跡仿真以及分析圖5根軌跡程序圖6 MATLAB根軌跡仿真圖分析：通過(guò)圖像可以看出理論求出的分離點(diǎn)與圖形根軌跡上的分離點(diǎn)的位置很相近。從圖中分離點(diǎn)坐標(biāo)的增益K為0.85，而理論分析值K為0.67誤差不大。6. 分析系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析和穩(wěn)態(tài)誤差6.1當(dāng)K=8時(shí)求和%和

18、 對(duì)于輸入信號(hào)為單位階躍信號(hào)時(shí)r(t)=1，則R(s)=1/s，對(duì)于型其穩(wěn)態(tài)誤差：對(duì)于輸入信號(hào)為單位斜坡信號(hào)時(shí)r(t)=t,則,其穩(wěn)態(tài)誤差：當(dāng)K=8時(shí)，由公式，結(jié)合下列仿真圖所得數(shù)據(jù)，可求出超調(diào)量%0.50%=s，調(diào)節(jié)時(shí)間sts07.3=（在MATLAB仿真與結(jié)果分析中會(huì)詳細(xì)出）。6.2系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的仿真與分析圖7輸入單位斜坡、階躍信號(hào)程序圖8 K=8時(shí)單位斜坡曲線圖9 K=8時(shí)單位階躍曲線分析：（1）速度誤差隨著時(shí)間的增大而減小，所以它的速度誤差系數(shù)為零，和計(jì)算結(jié)由仿真圖我們可以得出結(jié)論：（2）位置誤差隨著時(shí)間的增大而逐漸減小，最后只存在微小誤差，由計(jì)算可知，這個(gè)誤差僅有0.18。 分析：由

19、單位階躍響應(yīng)曲線，可得出以下數(shù)據(jù)：，再由公式可得超調(diào)量為：調(diào)節(jié)時(shí)間由響應(yīng)曲線直接可得：此項(xiàng)值與理論值一致。7.判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性7.1當(dāng)時(shí)，求出相角裕量和幅值裕量1)相角裕量的分析計(jì)算：在系統(tǒng)幅值穿越頻率c處，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)所需的附加相位滯后角稱為相角裕量，用表示。即=180º+(c)若系統(tǒng)相角裕量為正值，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；反之，如果相角裕量為負(fù)值，閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。由Bode圖可知，可以看到所有環(huán)節(jié)都作用后，系統(tǒng)依然沒(méi)有穿越180º。=3.69 ºh=1.12由于>0º，所以該系統(tǒng)穩(wěn)定。2）幅值裕量的分析計(jì)算 由于系統(tǒng)無(wú)右半平面的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，從圖1

20、1可以看出，奈奎斯特曲線不包圍（-1，j0）點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定。7.2當(dāng)K=8的Bode和Nyquist圖圖10 K=8時(shí)的Bode和Nyquist程序圖11 K=8時(shí)的計(jì)算的值圖12 K=8時(shí)Bode圖圖13 K=8時(shí)Nyquist圖分析：（1） 相角裕量的分析計(jì)算： 在系統(tǒng)幅值穿越頻率c處，使系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)所需的附加相位滯后角稱為相角裕量，用表示。即若系統(tǒng)相角裕量為正值，閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定；反之，如果相角裕量為負(fù)值，閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。對(duì)于高階系統(tǒng)，一般難以準(zhǔn)確計(jì)算截止頻率，由圖可知：計(jì)算結(jié)果與MATLAB仿真結(jié)果相同，同時(shí)，該系統(tǒng)穩(wěn)定。（2）幅值裕量的分析計(jì)算： 由于系統(tǒng)無(wú)右半平面的開(kāi)環(huán)極點(diǎn)，從圖

21、11可以看出，奈奎斯特曲線不包圍（-1，j0）點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定。8.當(dāng)控制器為P控制律時(shí)，系統(tǒng)的Bode、Nyquist圖。圖12當(dāng)時(shí)的Bode和Nyquist的程序圖13 當(dāng)時(shí)的Bode圖圖14 當(dāng)時(shí)的Nyquist圖分析：這是高階開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，可以直接從圖中得出: 因?yàn)?gt;>0 º，所以系統(tǒng)處于穩(wěn)定的狀態(tài)。9. 總結(jié)及體會(huì)9.1 課程設(shè)計(jì)小結(jié)MATLAB不失為一款非常好的軟件，但是我們所涉及的東西還是太少，就這次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，可以使用MATLAB自帶的控制系統(tǒng)工具箱來(lái)簡(jiǎn)單進(jìn)行課設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。就我個(gè)人認(rèn)為，在本次課設(shè)中遇到的困難不少，主要還是對(duì)課程即超前校正的不熟悉，在熟悉這個(gè)過(guò)

22、程中花了不少的時(shí)間，實(shí)際在對(duì)MATLAB進(jìn)行制作的過(guò)程中，沒(méi)有遇到很大的困難，無(wú)非是一些代碼以及格式的學(xué)習(xí)。我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是以后最實(shí)用的，真的是受益匪淺。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對(duì)于我們的將來(lái)也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂(lè)，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國(guó)提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后變的更加成熟，會(huì)面對(duì)需要面對(duì)的事情。 回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里

23、，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來(lái)最終完美的結(jié)果。9.2收獲體會(huì) 經(jīng)過(guò)不斷的努力之后，

24、我的課程設(shè)計(jì)終于完成了。課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。以前只是僅僅停留在書(shū)本的知識(shí)，感覺(jué)自己什么都不懂，這次是真實(shí)的操作一次，感覺(jué)變得充實(shí)了。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)，特別是對(duì)于我，基礎(chǔ)比較差，一定不能太過(guò)于心急，要靜下心來(lái)慢慢的研究。在這次課程設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)，我也明白學(xué)習(xí)不是埋頭苦讀書(shū)，而是合理的利用資源，從同學(xué)那里，老師那里得到

25、的有用的想法和信息，特別是網(wǎng)上有很多很好的資料，對(duì)自己的自學(xué)能力也是很好的提高。我的心得也就這么多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開(kāi)頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。也不能因?yàn)樽龀鰜?lái)就以為自己什么都懂了，在很多的地方還需要進(jìn)一步的去學(xué)習(xí)和研究，就想這個(gè)課程設(shè)計(jì)雖然能實(shí)現(xiàn)輪椅的車速控制的功能，但是識(shí)別率不是特別高的，只是在理論上能行得通，商業(yè)也已經(jīng)運(yùn)用到了。以前對(duì)MATLAB也是僅局限在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)上

26、學(xué)的那些知識(shí)，但是通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)，才了解到MATLAB在圖形圖像處理方面的強(qiáng)大功能。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師對(duì)我們的悉心指導(dǎo)，感謝老師給我們的幫助，以前我是不相信我能做出來(lái)的，是您的諄諄教誨讓我重新找到自信。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所

27、學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。10.參考文獻(xiàn)1 盧京潮. 自動(dòng)控制原理. 西北工業(yè)大學(xué)M.2004.2 劉衛(wèi)國(guó). MATLAB程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：高等教育出版社M.2006.3 胡壽松. 自動(dòng)控制原理(第五版).北京：科學(xué)出版社M.2006.4 熊曉君. 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教程（硬件模擬與MATLAB仿真）機(jī)械工業(yè)出版社M.2009.5 趙景波. MATLAB控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社M.2010.6 孔凡才. 自動(dòng)控制原理工作原理、性能分析與系統(tǒng)調(diào)試. 機(jī)械工業(yè)出版社M.2003.7 羅名佑.行星齒輪傳動(dòng).北京：高等教育出版社M.1984.8 吳宗澤,羅圣國(guó)

28、.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：高等教育出版社M.2006.9 孫恒,陳作模,葛文杰.機(jī)械原.北京：高等教育出版社M.2006.10 濮良貴,紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社M.2006.11.附錄1系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)仿真程序：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中kaihuanchuandihanshu.m2系統(tǒng)的零極點(diǎn)仿真程序：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中l(wèi)ingjidianchengxu.m3系統(tǒng)的零極點(diǎn)分布圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“零極點(diǎn)分布圖.fig”4系統(tǒng)的根軌跡仿真圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“根軌跡圖.fig”5當(dāng)K=8時(shí)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)和單位斜坡響應(yīng)的程序：參

29、見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中k=8jieyuexieposhuru.m6當(dāng)K=8時(shí)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)和單位斜坡響應(yīng)圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“k=8階躍斜坡響應(yīng)圖.fig”7當(dāng)K=8時(shí)系統(tǒng)的Bode圖仿真程序、系統(tǒng)的Nyquist圖仿真程序：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中bodenyquistchengxu.m8當(dāng)K=8時(shí)系統(tǒng)的Bode圖仿真圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“k=8時(shí)伯德圖.fig”9當(dāng)K=8時(shí)系統(tǒng)的Nyquist圖仿真圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“k=8時(shí)奈奎斯特圖.fig”10當(dāng)P控制時(shí)圖仿真程序、系統(tǒng)的Nyquist圖仿真程序：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾Pkongzhishidechengxu.m11當(dāng)系統(tǒng)的Bode圖仿真圖：參見(jiàn)“代碼與相關(guān)程序”文件夾中“的伯德圖.fig”12 當(dāng)系統(tǒng)的Nyquist圖仿真