专利名称：随动系统的计算机辅助稳态精度分析方法
技术领域：
本发明属于自动控制领域，特别涉及一种随动系统的计算机辅助稳态精度分析方法。
背景技术：
对于单输入单输出的位置随动系统，如果忽略外部干扰的影响，当输入端加入一个随时间连续变化的量，则实际输出与输入指令之间将存在一个稳态误差。如果已知输入信号的各阶导数，则稳态误差一般表示为ϵ(t)=θi(t)Kp+θ.i(t)Kv+θ..i(t)Ka+······]]>其中Kp、Kv、Ka分别称为位置、速度、加速度品质因数，其数值取决于随动系统的结构，由此可以看出随动系统的稳态误差不仅取决于随动系统本身的性质，还与输入信号的形式有关。这就是自动控制系统中的稳态误差系数法或广义误差系数法，可以用来研究输入信号几乎为任意时间函数时的稳态误差。工程上往往只提出随动系统在最大工作速度、最大加速度下的最大跟踪误差，即常常采用 两项目来衡量随动系统的稳态跟踪精度，所以，如果随动系统的输入指令机动性比较强，也即输入指令包含加速度 以上的信息，则采用 两项来计算随动系统的稳态跟踪精度，将存在很大误差。
发明内容
本发明的目的是对随动系统的稳态工作精度进行计算机辅助分析，解决背景技术中采用 两项来计算随动系统的稳态跟踪精度，将存在很大误差的问题，为此，本发明提供一种随动系统的计算机辅助稳态精度分析方法。
本发明的方法是1.首先建立随动系统的数学仿真模型，它由输入指令、位置回路、速度回路及控制对象组成，则其输入与输出之间存在稳态误差；2.采用计算机仿真工具软件MATLAB/SIMULINK，根据某一实际随动系统参数进行在不同输入运动目标下的系统稳态跟踪精度仿真分析。
3.控制对象的传递函数参数和其它参数实际测试的数值或实际使用的值，进行具有相同最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2的正弦运动目标，称作等效正弦和在航捷点具有最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2等速直线运动目标，称作等效目标的稳态跟踪精度对比仿真。
通过比较可以发现，对于等效正弦目标，利用速度、加速度品质因数求得的跟踪误差与仿真跟踪误差差别不是很大，而等效目标的计算跟踪误差和仿真跟踪误差则相差极大。主要原因是二者虽然最大角速度、角加速度相同，但等效目标的加加速度乃至更高阶导数远远大于等效正弦，这充分证明了对于强机动性运动目标，采用传统工程上的速度、加速度品质因数评价跟踪精度存在极大的原理误差，对于大角速度、角加速度乃至更大高阶导数的机动目标跟踪的稳态误差评价，采用计算机辅助仿真技术是一种最合理而有效方法。
图1为随动系统的数学仿真框图。
图2为计算机仿真工具软件SIMULINK仿真框图。
具体实施例方式
请参阅图1所示，为随动系统的数学仿真框图，它是由输入指令、位置回路、速度回路以及控制对象组成，则其输入与输出之间存在稳态误差。
仿真技术的发展，为如何合理评价光电经纬仪伺服系统的设计跟踪精度带来了方便。只要建立完善的随动系统仿真模型和实际输入目标信息，就可以方便地评价随动系统稳态跟踪精度，而不必只依赖并不精确的速度品质因数、加速度品质因数方法。采用计算机仿真工具软件MATLAB/SIMULINK，即可根据其一实际随动系统参数，进行在不同输入运动目标下的系统稳态跟踪精度仿真分析。请参阅图2所示，为SIMULINK仿真框图，为了确保仿真模型可靠，控制对象的传递函数参数和其他参数取实际测试的数值或实际使用的值，进行了具有相同最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2的正弦运动目标，称作等效正弦和在航捷点具有最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2等速直线运动目标，称作等效目标的稳态跟踪精度对比仿真。
比较结果如下表所示跟踪误差结果比较
通过比较可以发现，对于等效正弦目标，利用速度、加速度品质因数求得的跟踪误差与仿真跟踪误差差别不是很大，而等效目标的计算跟踪误差和仿真跟踪误差则相差极大。主要原因是二者虽然最大角速度、角加速度相同，但等效目标的加加速度乃至更高阶导数远远大于等效正弦，这充分证明了对于强机动性运动目标，采用传统工程上的速度、加速度品质因数评价跟踪精度存在极大的原理误差，对于大角速度、角加速度乃至更大高阶导数的机动目标跟踪的稳态误差评价，采用计算机辅助仿真技术是一种最合理而有效方法。
权利要求
1.一种随动系统的计算机辅助稳态精度分析方法，该方法包括下列步骤①首先建立随动系统的数学仿真模型，它由输入指令、位置回路、速度回路及控制对象组成，则其输入与输出之间存在稳态误差；②采用计算机仿真工具软件MATLAB/SIMULINK，根据某一实际随动系统参数进行在不同输入运动目标下的系统稳态跟踪精度仿真分析；③控制对象的传递函数参数和其它参数实际测试的数值或实际使用的值，进行具有相同最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2的正弦运动目标，称作等效正弦和在航捷点具有最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2等速直线运动目标，称作等效目标的稳态跟踪精度对比仿真。
全文摘要
本发明公开了一种随动系统的计算机辅助稳态精度分析方法，该方法包括下列步骤1.首先建立随动系统的数学仿真模型，它由输入指令、位置回路、速度回路及控制对象组成，则其输入与输出之间存在稳态误差；2.采用计算机仿真工具软件MATLAB/SIMULINK，根据某一实际随动系统参数进行在不同输入运动目标下的系统稳态跟踪精度仿真分析。3.控制对象的传递函数参数和其它参数实际测试的数值或实际使用的值，进行具有相同最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s
文档编号G05B13/04GK1554990SQ200310115988
公开日2004年12月15日 申请日期2003年12月26日 优先权日2003年12月26日
发明者白文峰, 付虹, 李宵艳, 韩顺杰 申请人:长春工业大学