基于matlab的自動化控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文-預(yù)覽頁
【正文】 LAB的相關(guān)功能，繪制系統(tǒng)校正前后的伯德圖、根軌跡和階躍響應(yīng)曲線，并計算校正后系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)。摘要串聯(lián)滯后超前校正兼有滯后校正和超前校正的優(yōu)點，即已校正系統(tǒng)的響應(yīng)速度較快，超調(diào)量較小，抑制高頻噪聲的性能也較好。此次課程設(shè)計就是利用MATLAB對一單位反饋系統(tǒng)進(jìn)行滯后超前校正。2 滯后超前校正設(shè)計目的和原理 滯后超前校正設(shè)計目的所謂校正就是在系統(tǒng)不可變部分的基礎(chǔ)上，加入適當(dāng)?shù)男Ｕ考瓜到y(tǒng)滿足給定的性能指標(biāo)。在用分析法進(jìn)行串聯(lián)校正時，校正環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)通常采用超前校正、滯后校正和滯后超前校正這三種類型。圖1 滯后超前校正RC網(wǎng)絡(luò)下面推導(dǎo)它的傳遞函數(shù)：令，則其中為超前部分的參數(shù)，為滯后部分的參數(shù)。則滿足初始條件的最小K值時的開環(huán)傳遞函數(shù)為 用MATLAB繪制校正前系統(tǒng)的伯德圖程序：num=[5]。用函數(shù)[kg,r,wg,wc]=margin(G)可以求出G的幅值裕量、相位裕量和幅值穿越頻率。margin(G)[kg,r,wg,wc]=margin(G)得到的幅值裕量和相位裕量如圖3所示。程序：num=[5]。仿真后得到的結(jié)果如圖5和圖6所示。nl=1。betat=beta*T。gama1=gama+5。 alpha=(1sin(gam))/(1+sin(gam))。 T=1/(wc*sqrt(alpha))。 num={1}。 g=na/da。 wm=wc。elseif key==3 gama=vars(1)。den={1}。 thetag=angle(g)。 z=(1+mg*cos(gama_radthetag))/(wc*mg*sin(gama_radthetag))。 Gc=tf(nc,dc)。dl=conv(conv([1,0],[1,1]),conv([,1],[,1]))。下面用MATLAB求已校正系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量。（注：如果驗證結(jié)果不滿足要求，則需要重新選擇校正后的截止頻率，重復(fù)上述過程，直到滿足要求為止。仿真后得到的結(jié)果如圖10和圖11所示。roots(p)結(jié)果為：由于校正后系統(tǒng)單位負(fù)反饋的特征方程沒有右半平面的根，故校正后的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。closep=feedback(s,1)。den=[,1,0]。校正前單位階躍響應(yīng)39。 ：function [sigma,tp,ts]=perf(key,y,t)%MATLAB FUNCTION PROGRAM %%Count sgma and tp[mp,tf]=max(y)。n=0。 end。 endend。n=0。 end。 end。 ts=t1 end elseif t2tp, if t2t1, ts=t2 else ts=t1 end endMATLAB程序為：global y ts1=tf([0,5],[,1,0])。在Simulink 窗口里菜單方式下的單位斜坡響應(yīng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：圖53 校正前系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)仿真圖校正前單位斜坡響應(yīng)曲線如下所示：圖54 校正前系統(tǒng)的單位斜坡響應(yīng)校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：⑴單位脈沖響應(yīng)MATLAB程序為：num=[,5]den=[,1,0]s=tf(num,den)。)圖55 校正后系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)⑵單位階躍響應(yīng)MATLAB程序為：num=[,5]den=[,1,0]s=tf(num,den)。)39。pref(1,y,t)程序結(jié)果為： 所以σ%=%，tp=，ts=。den=[,1,0]。增益K*=100校正前系統(tǒng)穩(wěn)定時增益K*的變化范圍是K*，而題目中的K*=5，校正后的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。nyquist(s1)圖71 校正前系統(tǒng)的Nyquist曲線由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個積分環(huán)節(jié)，所以從到順時針補(bǔ)畫一圈，再由上圖可知，Nyquist曲線順時針圍繞點(1，j0)兩圈，所以,，而，所以校正前閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。nyquist(s)圖72 校正后系統(tǒng)的Nyquist曲線由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個積分環(huán)節(jié)，所以從到順時針補(bǔ)畫一圈，再由上圖可知，Nyquist曲線順時針圍繞點(1，j0)0圈，所以,，而，所以，所以校正后閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。margin(G)[kg,r,wg,wc]=margin(G)得到的幅值裕量和相位裕量如圖3所示。margin(G)[kg,r,wg,wc]=margin(G)得到的校正后系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量如圖7所示。9 心得體會此次課程設(shè)計的內(nèi)容對一個單位反饋系統(tǒng)進(jìn)行滯后超前校正。這次的課程設(shè)計，讓我更更深一步的了解MATLAB這個十分有用的軟件，與理
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