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3.5.4运行程序主界面 图 11运行程序主界面 图 11是程序运行的主页面,在表格上方是用户设置的参数和考虑硬件比例系数后实际的控制参数。界面中间是实时绘制的曲线。其中蓝线代表设置的目标位移曲线,黄线是吊车实际位移曲线,白线是吊车速度曲线,绿线是摆角曲线。界面下方是吊车实时动画。 北京航空航天大学学生设计用纸 第 17 页
3.5.5软件新手向导界面 图 12软件新手向导界面 3.5.6软件基本信息界面 图 13软件基本信息界面 北京航空航天大学学生设计用纸 第 18 页
4.系统的组装与调试 4.1吊摆实现电路 图 14 吊摆实现电路 4.2反馈极性判别 吊车控制系统的反馈共有3种:速度反馈、位置反馈、角度反馈; 其中,速度反馈与位置反馈极性判别方法相同,首先在软件中试凑参数,运行软件,用手向任意方向推动吊车,若外力去掉后吊车会自动向反方向运动,回到初始位置,则极性正确; 角度反馈极性判别方法为:在软件中试凑参数,运行软件,将吊摆向任意方向摆动一个角度,若吊车移动方向与摆角方向相同,企图消除摆角,则极性正确。 北京航空航天大学学生设计用纸 第 19 页
4.3系统调试 先带入软件仿真的数据,注意系数的符号以保证负反馈,观测控制效果的优劣。再利用控制变量法,分别调整参数K1、K2、K3,观察动态过程图像,使系统最终达到比较理想的状态,能满足设计要求。但由于各个参数之间存在耦合,需要进行多次试凑。 4.4系统性能分析与结果 反馈参数对控制的效果有很大影响。 K1影响吊车的位置误差,若K1过小,误差加大;若K1过大,吊车出现震颤,通过试凑K1=18较合适。K2影响吊车的速度,K2增大,吊车速度加大,经过试凑K2=2时吊车速度较快且不出现震颤。K3影响吊摆角度的震荡情况,经过试凑K3=14时,吊摆震荡次数最少。 图 15 吊车运行结果 北京航空航天大学学生设计用纸 第 20 页
图 16 吊车扰动图 图 16是吊车在稳定状态下,在1.5s时对吊摆进行扰动,吊摆经过两次震荡后回到稳态,车速度回到零,吊车回到初始稳态位置。 最终结果摆角稳定时间约为3.5s,摆动次数2.5次,最大摆角在10°以内,符合“摆角稳定时间小于5 秒,摆动次数小于3 次,吊车启动时最大摆角小于±10°”的设计要求。