磁盘驱动读取系统设计的分析设计.docx
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磁盘驱动读取系统设计的分析设计
磁盘驱动读取系统的分析设计
一、闭环系统的性能分析
（1）确定使闭环系统稳定的Ka的取值范围
>>G1=tf（[5000],[1,1000]）;
>>G2=tf（[1],conv（[1,0],[1,20]））;
>>G=series（G1,G2）
Transferfunction:
5000
------------------------
s^3+1020s^2+20000s
g3=
一一开环传函
G3=
一一闭环传函
>>symsKden
>>den=[11020200005000*K];
>>K=den
（2）*den（3）/den
（1）/5000
K=
4080
有劳斯判据可得k的范围是0（2）在上述取值范围内取较小和较大的两个Ka值，仿真闭环系统的阶跃响应，并进行分析
K=100时
>>g=100*G
g1=feedback（g,1）
C=dcgain（g1）
Transferfunction:
500000
------------------------
s^3+1020s^2+20000s
Transferfunction:
500000
---------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+500000
C=
1
[c,t]=step（g1）;
>>[y,k]=max（c）;
>>percentovershoot=100*（y-C）/C
percentovershoot=
21.6918
>>t=setllingtime（g1）
t=0.3697
K=1000时
>>g=1000*G
Transferfunction:
5e006
--------------------------------
s^3+1020s^2+20000s
>>g2=feedback（g,1）
Transferfunction:
5e006
------------------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+5e006
>>[c,t]=step（g2）;
>>C=dcgain（g2）
C=
1
>>[y,k]=max（c）
y=
1.7109
k=
11
>>percentovershoot=100*（y-C）/C
percentovershoot=
71.0891
t=setllingtime（g2）
t=
0.4989
超调量
调节时间
0.3697（s）
K=1000时
超调量
调节时间
0.4989（s）
（3）考察扰动信号为单位阶跃时，上述两个Ka取值情况下，系统的抗干扰能力，并进行分析
>>g2=tf（[1],conv（[10],[120]））
Transferfunction:
1
----------
s^2+20s
>>g1=tf（[5000],[11000]）
Transferfunction:
5000
-----------
s+1000
>>symsk
>>g3=feedback（g2,g1,1）
Transferfunction:
s+1000
-------------------------------
s^3+1020s^2+20000s-5000
>>g3=feedback（g2,-g1,1）
Transferfunction:
s+1000
-------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+5000
>>g4=-g3
Transferfunction:
-s-1000
-------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+5000
--------------------扰动输入的传递函数
当K=100时
>>g=tf（[-1-1000],[1102020000500000]）
Transferfunction:
-s-1000
---------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+500000
>>[c,t]=step（g）;
>>[y,k]=min（c）
y=
-0.0024
k=
15
c（t）=2.4*10-3（s）
当K=1000时
>>g=tf（[-1-1000],[11020200005000000]）
Transferfunction:
-s-1000
--------------------------------
s^3+1020s^2+20000s+5e006
>>[c,t]=step（g）;
>>[y,k]=min（c）
y=
-3.4308e-004
k=
11
c（t）=0.34*10-3（s）
（4）针对如下的性能指标要求，折中选取一个合适的Ka值
取Ka=100
二、速度反馈系统的性能分析
（1）运用第3章中所学的劳斯判据，确定要使闭环系统稳定，Ka和K1应如何选取？
Ka=100，K1=0.03
（2）针对你选取的Ka和K1，仿真闭环系统的阶跃响应，并计算超调量、调节时间和对单位阶跃扰动的最大响应值。
>>g1=tf（[5000],[11000]）
Transferfunction:
5000
--------
s+1000
>>g2=tf（[1],[120]）
Transferfunction:
1
------
s+20
>>g3=tf（[1],[120]）
Transferfunction:
1
------
s+20
>>g0=feedback（g3*feedback（100*g1*g2,0.03,-1）,1）
Transferfunction:
500000
--------------------------------------------
s^3+1020s^2+35000s+500000
>>t=setllingtime（g0）
t=
0.2300
>>[c,t]=step（g0）;
>>C=dcgain（g0）
C=
1
>>[y,k]=max（c）
y=
1.0206
k=
38
>>percentovershoot=100*（y-C）/C
percentovershoot=
2.0650
超调量
调节时间
0.2300（s）
>>g10=-feedback（g2*g3,-g1*100*（0.03*1/g3+1）,1）
Transferfunction:
-s-1000
----------------------------------------------------------------扰动输入传递函数
s^3+1020s^2+35000s+500000
>>step（g10）
>>[c,t]=step（g10）;
>>[y,k]=max（c）
y=
0
k=
1
>>[y,k]=min（c）
y=
-0.0020
k=
38
对单位阶跃扰动的最大响应值：
c（t）=2.0*10-3（s）。
三、PD控制器的性能分析——根轨迹法
利用根轨迹图，分析K3的变化对系统性能指标的影响，选取能够满足下列指标要求的K3值
>>G3=series（G,tf（[11],1））
Transferfunction:
5000s+5000
------------------------
s^3+1020s^2+20000s
>>rlocus（G3）
K3=14时
GK3=feedback（G3*58,1）;
step（GK3,0.5）
调节时间216ms
超调量0
对单位阶跃扰动的最大响应值
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