基于matlab的自動(dòng)化控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-15 16:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 at 1])。elseif key==2 wc=vars(1)。 num={1}。den={1}。 na=polyval(num,j*wc)。 da=polyval(den,j*wc)。 g=na/da。 g1=abs(g)。 h=20*log10(g1)。 a=10^(h/10)。 wm=wc。 T=1/(wm*(a)^(1/2))。 alphat=a*T。 Gc=tf([T 1],[alphat 1])。elseif key==3 gama=vars(1)。wc=vars(2)。gama1=gama+5。 num={1}。den={1}。 ngv=polyval(num,j*wc)。 dgv=polyval(den,j*wc)。 g=ngv/dgv。 thetag=angle(g)。 thetag_d=thetag*180/pi。 mg=abs(g)。 gama_rad=gama1*pi/180。 z=(1+mg*cos(gama_radthetag))/(wc*mg*sin(gama_radthetag))。 p=(cos(gama_radthetag)+mg)/(wc*sin(gama_radthetag))。 nc=[z,1]。dc=[p,1]。 Gc=tf(nc,dc)。End其中key=1時(shí)，為var=gama，是根據(jù)要求校正后的相角穩(wěn)定裕度計(jì)算滯后校正器；當(dāng)key=2時(shí)，為var=wc，則是根據(jù)要求校正后的剪切頻率計(jì)算校正器。MATLAB程序如下：wc=3。n1=conv([0,5],[,1])。dl=conv(conv([1,0],[1,1]),conv([,1],[,1]))。sope=tf(n1,dl)。[Gc]=leadc(2,sope,[wc])程序結(jié)果為：即對于校正后系統(tǒng)的超前校正補(bǔ)償器傳遞函數(shù)為：綜上，校正后系統(tǒng)的開環(huán)床底函數(shù)為： 滯后超前校正后的驗(yàn)證由于校正過程中，多處采用的是近似計(jì)算，可能會(huì)造成滯后超前校正后得到的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)不滿足題目要求的性能指標(biāo)。所以需要對滯后超前校正后的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。下面用MATLAB求已校正系統(tǒng)的相角裕量和幅值裕量。 用MATLAB求校正后系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量程序：num=[,5]den=[,1,0]G=tf(num,den)。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。圖7 校正后系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量運(yùn)行結(jié)果：kg= r= wg= wc=即校正后系統(tǒng)的幅值裕量相位裕量=穿越頻率ω=截止頻率ω=滿足要求。（注：如果驗(yàn)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。） 用MATLAB繪制校正后系統(tǒng)的伯德圖程序：num=[,5]den=[,1,0]bode(num,den)grid得到的伯德圖如圖8所示。圖8 校正后系統(tǒng)的伯德圖 用MATLAB繪制校正后系統(tǒng)的根軌跡程序：num=[,5]den=[,1,0]rlocus(num,den)得到的校正后系統(tǒng)的根軌跡如圖9所示。圖9 校正后系統(tǒng)的根軌跡 用MATLAB對校正前后的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析用Simulink對校正后的系統(tǒng)仿真。仿真后得到的結(jié)果如圖10和圖11所示。圖10 校正后系統(tǒng)的仿真圖圖11 校正后系統(tǒng)仿真的階躍響應(yīng)曲線4 傳遞函數(shù)特征根的計(jì)算校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為：故該系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：求特征根的MATLAB程序?yàn)椋簆=[,1,5]。roots(p)結(jié)果為：由于校正前系統(tǒng)單位負(fù)反饋的特征方程有右半平面的根，故校正前的閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：故該系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為：求特征根的MATLAB程序?yàn)?p=[,,5]。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。5 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為：⑴單位脈沖響應(yīng)MATLAB程序?yàn)椋簄um=[5]。den=[,1,0]。s=tf(num,den)。closep=feedback(s,1)。figure(1)impulse(closep)title(39。校正前單位脈沖響應(yīng)39。)圖51 校正前系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)⑵單位階躍響應(yīng)MATLAB程序?yàn)椋簄um=[5]。den=[,1,0]。s=tf(num,den)。closep=feedback(s,1)。figure(1)step(closep)title(39。校正前單位階躍響應(yīng)39
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