位置随动系统超前校正

在机床运动控制过程中，除了需对转速进行精确控制，对运动位置的控制同样重要，此时线位移或者角位移被作为控制的对象，控制系统采用位置随动系统。位置随动系统作为一种广泛应用在机床加工、导弹制导和雷达控制等领域的一类系统，具有在输入信号发生未知规律变化时，能够用控制量实现对给定量的跟踪并进行反馈，主要指标包括对输入信号的跟随精度、跟踪速度和加速度。它作为一种典型的自动控制系统，在机床位置角度控制中起到重要的作用，是其他调节控制系统的重要部分。 位置随动系统作为一种能够对未知输入变量进行精确控制的典型闭环控制系统，其根本任务就是实现执行机构对位置指令的准确跟踪，在机床运动位置和角度控制中起到重要作用。针对一个小功率直流电机型随动系统，进行数学建模研究，并用状态空间形式予以描述。基于该数学模型，设计出一个 LQR最优控制器。仿真结果表明: 所提出的控制方法具有超调量小、调节时间短、稳态精度高的性能优势。此外，该方法较为简单，易于工程实现。

位置随动系统又称伺服系统，主要用于解决位置跟随的控制问题，其根本任务就是通过执行机构实现被控量（输出位置）对给定量（指令位置）的及时和准确跟踪，并要具有足够的控制精度位置伺服系统应用很广， 例如：数控机床中的饿两个进给轴（y轴和z轴）的驱动，机器人的关节驱动； x-y记录仪中笔的平面位置控制；摄、录像机的磁鼓驱动系统；至于低速控制或对瞬时转速有要求时，也必须采用位置伺服控制，显然，步进电动机跟适合应用于位置控制，但是在高频响。高精度和低噪声三方面，直流电动机更具有明显的优越性，并且在位置伺服系统中，对驱动电动机最主要的要求，是良好的调速性能和起、制动性能，直流电动机容易满足这一要求，能方便地、经济地在大范围内平滑地调速，所以在工业自动化装置中，直流位置伺服系统占相当的位置。

位置随动是指输出的位移随位置给定输入量而变化。在位置随动控制系统中，一般执行电动机常选用伺服电动机，所以也称位置私服控制系统。位置随动系统的应用十分广泛。如，军事工业中自动火炮跟踪雷达天线或跟踪电子望远镜的目标控制，陀螺仪的惯性导航控制，飞行器及火箭的飞行姿态控制；冶金工业中轧钢机轧辊压下装置的自动控制，按给定轨迹切割金属的火焰喷头的控制；仪器仪表工业中函数记录仪的控制以及机器人的自动控制等。 一般来说，随动控制系统要求有好的跟随性能。位置随动系统是非常典型的随动系统，是个位置闭环反馈系统，系统中具有位置给定，位置检测和位置反馈环节，这种系统的各种参数都是连续变化的模拟量，其位置检测可用电位器、自整角机、旋转变压器、感应同步器等。位置随动系统中的给只给定量是经常变动的，是一个随机量，并要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应具有快速性、灵活性和准确性。为了保证系统的稳定性，并具有良好的动态性能，必须设有校正装置，如在正向通道中设置串联校正装并联校正装置等，为了提高位置随动系统的控制精度，还需要增加系统的开环放大倍数或在系统中增加积分环节等。

基于Matlab的直流电机型位置随动系统分析.pdf

位置随动系统建模与频率特性分析 自控课程设计 MATLAB绘图

图示为一位置随动系统，放大器增益为Ka=40，电桥增益 ,测速电机增益 V.s，Ra=7Ω，La=13.25mH，J=0.007kg.m2，Ce=Cm=0.45N.m/A,f=0.18N.m.s,减速比i=0.2