自動控制原理校正課程設(shè)計-文庫吧
2025-05-15 13:38 本頁面
【正文】 （ 3）幅值穿越頻率 30 /C rad s? ? 二、設(shè)計要求： （ 1）首先，根據(jù)給定的性能指標(biāo)選擇 合適的校正方式對原系統(tǒng)進行校正，使其滿足工作要求。要求程序執(zhí)行的結(jié)果中有校正裝置傳遞函數(shù)和校正后系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，校正裝置的參數(shù) T， ? 等的值。 （ 2）利用 MATLAB 函數(shù)求出校正前與校正后系統(tǒng)的特征根，并判斷其系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么 ? （ 3）利用 MATLAB 作出系統(tǒng)校正前與校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線，單位階躍響應(yīng)曲 線，單位斜坡響應(yīng)曲線，分析這三種曲線的關(guān)系？求出系統(tǒng)校正前與校正后的動態(tài)性能指標(biāo)σ %、 tr、 tp、 ts 以及穩(wěn)態(tài)誤差的值，并分析其有何變化？ （ 4）繪制系統(tǒng)校正前與校正后的根軌跡圖，并求其分離點、匯合點及與虛軸交點的坐標(biāo)和相應(yīng)點的增益 K? 值，得出系統(tǒng)穩(wěn)定時增益 K? 的變化范圍。繪制系統(tǒng)校正前與校正后的 Nyquist 圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明理由？ （ 5）繪制系統(tǒng)校正前與校正后的 Bode 圖，計算系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和相位穿越頻率。判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明理由？ 三、設(shè)計步驟： 開環(huán)傳遞函數(shù) 0()( 0 .1 1 ) ( 0 .0 1 1 )KGS S S S? ?? 未校正前系統(tǒng)的性能分析 開環(huán)增益 0K 已知系統(tǒng)中只有一個積分環(huán)節(jié)，所以屬于 I型系統(tǒng) 由靜態(tài)速度誤差系數(shù) 250 /vK rad s? 可選取 開環(huán)傳遞函數(shù)為 通過 matlab 求未校正裝置的傳遞函數(shù)：程序代碼如下： num=260。 den=conv([1 0],conv([ 1],[ 1]))。 G=tf(num,den)。 [gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(G) margin(G) Warning: The closedloop system is unstable. In at 89 gm1 = pm1 = wcg1 = wcp1 = 輸出校正前系統(tǒng)的幅值裕度、相角裕度、相角穿越頻率、幅值穿越頻率 : Kg=、 r=、 Wg=。Wc=. k=260。n1=1。d1=conv(conv([1 0],[ 1]),[ 1])。 s1=tf(k*n1,d1)。 figure(1)。sys=feedback(s1,1)。step(sys) figure(2)。margin(s1)。hold on figure(3)。sys=feedback(s1,1)。impulse(sys) figure(4)。step(k*n1,[d1,0]) 圖 11校正前系統(tǒng)的 bode 圖 12校正前系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng) 圖 13校正前系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng) 圖 14 校正前系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng) 特征根： s=solve(39。(s*(*s+1)*(*s+1)+260=0)39。) s = *i +*i 判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性： （ 1） 由圖 1 可以看出， 0?c? 之前對數(shù)幅頻漸近特性曲線所對應(yīng)的相頻特性曲線穿越了 ?? ,由程序輸出結(jié)果可知系統(tǒng)校正前有三個特征根，且有兩個特征根的實部為正值。系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為系統(tǒng)特征方程
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