应图形与得到的仿真图致，所以本文不再重复使用此软件仿真。语言的特点语言的主要特点有功能强大，应用范围广。几乎各个领域科学研究与工程技术应用需要的计算，均可通过软件来解决语言简单，内涵丰富，编程效率高。界面简单，用户使用方便。可以把编辑编译连接执行调试等多个步骤融为体具有强大的图形功能。提供了许多高级图形函数和绘图命令，可以绘制出多种图形扩充能力强系统数学传函的建模简化的系统框图如图所示图简化的系统框图测量元件的传函电位器作为角位移传感器，将角位移转换成模拟电压信号的幅值。电位器输出的是给定角度与反馈角度的差值转换成电压信号式这里。在零初始条件下，对上式求其拉普拉斯变换，可求得电位器的传递函数。则其传递函数如下式所示式放大环节的传函电压放大器与功率放大器整体看做个放大环节，由于运算放大器具有输入阻抗很大，输出阻抗小的特点，在工程上被广泛用来作信号放大器。其输出电压与输入电压成正比，传递函数为式式中参数为功率放大器输出电压，为电压放大器输入电压，为放大倍数。伺服电动机的传函列出其工作方程如下式根据式，对两边进行拉普拉斯变换，可以求得其传递函数。则两台伺服电动机的传递函数为式测速发电机执行电机的输出转速经测速发电机反馈到其驱动装置放大器，其输出电压与其转速成正比，即有式于是可得测速发电机的微分方程式经过拉普拉斯变换，可得传递函数式减速器减速器的方程为式进行拉普拉斯变换为式故其传递函数为式式中为转速比。本系统各个环节中，放大器增益为，电桥增益测速电机增益，，，，,,减速比。通过以上的推导和计算，得出随动系统各个部分的传递函数，依次列写如下电位器放大器电动机其中是电动机电时间常数，是电动机传递系数，经计算量值分别为和。测速发电机减速级程序语言。它能够实现对各种控制系统随动系统的结构框图为图雷达天线位置随动系统的结构框图系统的开环传函为式基于的系统的性能分析及仿真稳定性分析稳定性是指在扰动作用消失后系统重新恢复平衡状态的能力。这里我们通过求闭环系统的特征根来判断系统是否稳定。判断依据是特征方程的所有根即特征根都为负实数或具有负的实部，则系统稳定。对随动系统，更看重的是准确性和快速性，但是系统稳定是研究其它切性能的前提。判断稳定性方法如下在软件命令窗口输入程序,,,,别长，系统稳定性也受到影响，如图所示，当增大到时，系统稳定性明显变差，所以也不是越大越好，此处我们选择为，此时系统超调量很小，调节时间比其它值时并未增加多少。积分时间常数的确定假设原系统用控制进行校正，此时控制环节的传函为式,令，，使积分时间常数分别等于,,,,等五个不同的值，通过系统的阶跃响应判断其对系统性能的影响，从而选择合适的值。在软件命令窗口输入程序,,,,,该系统的阶跃响应如图图控制时的系统阶跃响应由图可知，减小积分时间常数积分变强会使系统调节时间变短，而由图看出加入微器。该位置将它们转换成定形式的电量，这就需要位移检测装置。这里的位移检测装置我们选用电位器，由电位器和组成角度检测器，其中电位器的转轴与手轮相连，作为转角给定，电位器的转轴通过机械机构与负载部件相连接，作为转角反馈，两个电位器均由同个直流电源供电，这样便实现了将位置直接转换成电量输出。放大元件其职能是将偏差信号进行放大，用来推动执行元件去控制被控对象。可用晶体管晶闸管等组成的电压放大级和功率放大级将偏差信号放大。该系统中我们应用电压比较放大器和可逆功率放大器，电压比较放大器由放大器组成，其中放大器仅起倒相作用，则起电压比较和放大作用，其输出信号作为下级功率放大器的控制信号，并具备鉴别电压极性的能力。为了推动随动系统的执行电动机，只有电压放大是不够的，还必须有功率放大，功率放大由晶闸管或大功率晶体管组成整流电路，由它输出个足以驱动电动机的电压。执行元件其职能是直接推动被控对象，使其被控量发生变化。用来作为执行元件的有阀电动机等。这个系统中选用永磁式直流伺服电动机作为带动负载运动的执行机构。直流伺服电动机实物图如图所示图直流伺服电动机实物图减速器其职能是实现执行元件与负载之间的匹配。由于执行元件为高转速小转矩的电动机，而负载雷达天线是低转速的，所以在电机和负载之间需要引入减速器，以达到两者之间的平衡。减速器常用个齿轮组。该位置随动系统的工作原理如果两个电位器和的转轴位置相同，即给定角与反馈角相等，此时角差,两个电位器的输出电压，所以电压比较放大器的输出电压，可逆功率放大器的输出电压，电动机的转速，系统处于静止状态。但系统存在惯性，若输入变化，输出难以立即复现，此时≠，如当给定角增大，则，电动机转速，经减速器带动雷达天线转动，雷达天线通过机械机构带动电位器的转轴，使相应增大。只要，电动机就直带动雷达天线朝着缩小偏差的方向运动，当达到，偏差角时，系统才会停止运动，在新的状态重新稳定下来。当给定角减小，则系统运动方向将和上述情况相反。显而易见，这个系统完全能够实现被控制量准确跟踪给定量的变化，这种现象就称为随动。第三章系统的建模与仿真语言简介丁语言概述是由矩阵实验室两词的前三个字母组合而成，是美国公司出品的大型数学计算软件，用于算法开发数据可视化数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。现在己经成为应用最广的电子仿真计算机辅助设计的软件工具，它不仅仅是个矩阵实验室，更是种全新的计算机高的仿真，仿真结果可以直观的反应控制的效果，因此用对雷达天线随动控制系统进行仿真可以检测系统设计的正确性和实用性。是软件的扩展，是个实现动态系统建模与仿真的软件包，内部安装有多种基本的系统模块，它们都是按功能分类，存在不同文件夹下，我们只要知道模块的功能及输入输出，将它们按顺序连接起来构成所需系统模型，从而进行仿真，再对结果进行分析就可以了。也是仿真很方便实用的个软件。本文我们的分析与仿真主要是在窗口输入程序命令，从而得到所要的数据结果及仿真图形，因为这样得到的响分环络，它又是主站。网络结构图如图所示图网络结构主站对西门子变频器的控制与通信变频器的控制方式在本传动系统中，与网络直接连接的传动设备只有变频器，在设计中，变频器控制的是转鼓主电机。电气原理图与控制回路图如下图所示模拟量输出转矩信号模拟量电机电流信号模拟量输入电机转速给定公共端正转反转电位器调速运行故障变频器图转鼓主电机电气原理图图转鼓主电机控制回路图根据工艺要求，转鼓主电机采用变频器控制，控制方式未现场总线控制和机旁操作且网络控制和机旁控制均可以实现正反转。为在上内部集成个数据库系统，因此可以很方便的调用数据库的数据。采用最新的开放性软件技术和标准，面向多种操作平台。是第个完全基于位内核的软件。正是基于上述优点本课题选择西门子组态软件作为上位监控界面设计的平台。监控界面的设计原则及构成为了提高用户界面的易用性和美观程度，监控界面设计般要遵循以下几个原则用户界面适合于软件的功能指界面与软件功能相融洽的程度。软件功能需要通过界面来展现。用户界面定要适合于软件的功能，这是最基本要求。容易理解首先不要让用户使用出现误解的情况。其次所有的界面的元素应当提供充分而必要的提示，例如鼠标移动到该图标上，会显示相关信息。再者界面可以清晰的反映工作流程，以便用户可以按部就搬的操作。风格致个软件的用户界面中，同类的界面元素应当有相同的视感和相同的操作方式。比如按钮的形状色彩和对鼠标响应方式都是致的。及时反馈信息及时反馈信息很重要，否则用户由于半天没有得到答复信息就可能出现误操作，最终导致严重的后果。出错处理用户在使用软件过程中不可避免的出现些误操作。在设计用户界面时必须考虑出错处理，不至于让用户为避免犯而提心吊胆。适应各种用户由于使用软件有不同的层次的用户，不同水平的用户。因此软件设计时候就应该考虑尽可能的提供多的帮助以及提示信息。合理的布局首先界面的布局应当符合逻辑，最好与工作流程吻合。其次，界面的布局应当整洁整齐清爽。界面元素应当在水平或则垂直方向对齐，行列的间距保持致。和谐的色彩对于界面设计人员而言，实现合理的布局相对来说比较容易些，因为绝大多数的界面元素的形状已经标准化，而且界面元素的组合方式也没有约定俗的规矩可循。设计和谐的色彩太困难，因为色彩的组合千变万化，并且人们对色彩的喜欢也极不相同。登录界面的设计登录界面是进入监控画面的第道大门，只有用户输入正确的信息才能登陆到运行画面。通过权限分配，不同的用户具有不同的权限，可以进行相关的操作。本监控系统主要分为普通用户级，操作员级以及管理员级三个级别。其中普通用户级不允许进行任何相关机器设备的起停，以及报警处理和消息的归档等操作，只有浏览的权力，不能进行任何的修改。主要用于查看机器的运转的情况而不需要做任何设置和修改的用户，这类用户的权限是最低。操作员级权限是第二高的，可以进行机器启停和过程的控制，但是不具有报警处理，消息归档等权限，这个组的成员主要是现场的操作工人。管理员是最高级别的，除了具有操作员的权限，还具有报警应图形与得到的仿真图致，所以本文不再重复使用此软件仿真。语言的特点语言的主要特点有功能强大，应用范围广。几乎各个领域科学研究与工程技术应用需要的计算，均可通过软件来解决语言简单，内涵丰富，编程效率高。界面简单，用户使用方便。可以把编辑编译连接执行调试等多个步骤融为体具有强大的图形功能。提供了许多高级图形函数和绘图命令，可以绘制出多种图形扩充能力强系统数学传函的建模简化的系统框图如图所示图简化的系统框图测量元件的传函电位器作为角位移传感器，将角位移转换成模拟电压信号的幅值。电位器输出的是给定角度与反馈角度的差值转换成电压信号式这里。在零初始条件下，对上式求其拉普拉斯变换，可求得电位器的传递函数。则其传递函数如下式所示式放大环节的传函电压放大器与功率放大器整体看做个放大环节，由于运算放大器具有输入阻抗很大，输出阻抗小的特点，在工程上被广泛用来作信号放大器。其输出电压与输入电压成正比，传递函数为式式中参数为功率放大器输出电压，为电压放大器输入电压，为放大倍数。伺服电动机的传函列出其工作方程如下式根据式，对两边进行拉普拉斯变换，可以求得其传递函数。则两台伺服电动机的传递函数为式测速发电机执行电机的输出转速经测速发电机反馈到其驱动装置放大器，其输出电压与其转速成正比，即有式于是可得测速发电机的微分方程式经过拉普拉斯变换，可得传递函数式减速器减速器的方程为式进行拉普拉斯变换为式故其传递函数为式式中为转速比。本系统各个环节中，放大器增益为，电桥增益测速电机增益，，，，,,减速比。通过以上的推导和计算，得出随动系统各个部分的传递函数，依次列写如下电位器放大器电动机其中是电动机电时间常数，是电动机传递系数，经计算量值分别为和。测速发电机减速级程序语言。它能够实现对各种控制系统随动系统的结构框图为图雷达天线位置随动系统的结构框图系统的开环传函为式基于的系统的性能分析及仿真稳定性分析稳定性是指在扰动作用消失后系统重新恢复平衡状态的能力。这里我们通过求闭环系统的特征根来判断系统是否稳定。判断依据是特征方程的所有根即特征根都为负实数或具有负的实部，则系统稳定。对随动系统，更看重的是准确性和快速性，但是系统稳定是研究其它切性能的前提。判断稳定性方法如下在软件命令窗口输入程序,,,,别长，系统稳定性也受到影响，如图所示，当增大到时，系统稳定性明显变差，所以也不是越大越好，此处我们选择为，此时系统超调量很小，调节时间比其它值时并未增加多少。积分时间常数的确定假设原系统用控制进行校正，此时控制环节的传函为式,令，，使积分时间常数分别等于,,,,等五个不同的值，通过系统的阶跃响应判断其对系统性能的影响，从而选择合适的值。在软件命令窗口输入程序,,,,,该系统的阶跃响应如图图控制时的系统阶跃响应由图可知，减小积分时间常数积分变强会使系统调节时间变短，而由图看出加入微