空间机器人的机械臂及其控制框图如图10-7所示。已知电机与机械臂构成的手臂传递函数为图10-7空

空间机器人的机械臂及其控制框图如图10-7所示。已知电机与机械臂构成的手臂传递函数为

图10-7空间机器 人的机械臂控制系统

设计要求:

(1)当Gc(s) =K时，确定K的合适取值，使系统阶跃响应的超调量σ%=4.5% ;

(2)采用ITAE优化方法，并选取ω_n=10，设计合适的PD控制器Gc(s)，确定对应的前置滤波器Gp(s);

(3)采用ITAE优化方法，设计合适的Pl控制器Gc(s)和相应的前置滤波器Gp(s);

(4)采用ITAE优化方法和ω_n=10，设计合适的PID控制器Gc(s) 和前置滤波器Gp (s);

(5)对比上述每种设计效果，列表比较系统对单位阶跃输入响应的σ%, t_pp, t_s(Δ=2%)以及由单位阶跃扰动引起的输出y (t) 的最大值和稳态值。