自控課程設(shè)計(jì)--基于自動(dòng)控制理論的性能分析與校正-資料下載頁
2025-06-04 13:48本頁面
【正文】 %繪制伯德圖 bode(sys)。 grid subplot(222) step(sysc,t)。 %閉環(huán)階躍響應(yīng) title(39。Closeloop Step Respone39。) subplot(224)。 [num,den]=zp2tf([],[0 10 100],1000*100)。 num0=num。den0=num+den。 w1=0::60。 plot(w1,m1)。 %閉環(huán)頻率特性 grid 設(shè)計(jì)超前校正裝置 gama=55。 wc=50。 %超前校正裝置 a=(1sin(gama*pi/180))/(1+sin(gama*pi/180))。 T=1/(wc*sqrt(a))。 numa=[T 1]。 dena=[a*T 1] %校正裝置傳遞函數(shù)為 tf(numa,dena) Transfer function: s + 1 s + 1 num1=conv(num,numa)。 den1=conv(den,dena)。 bode(num1,den1)。 grid 結(jié)果校驗(yàn)： [m p wg wc]=margin(num1,den1) sys2=tf(num1,den1)。 sysc2=feedback(sys2,1) Transfer function: 6343 s + 100000 s^4 + s^3 + s^2 + 7343 s + 100000 step(sysc2,sysc,t) 程序結(jié)果為： m = ， p =， wg = ， wc =： 校正后剪切頻率為 54rad/s，相角裕度為 37176。，滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，而且從圖中看出系統(tǒng)的閉環(huán)性能得到了有效的改善。 頻 率法的串聯(lián) 滯后校 正 例：已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的的開環(huán)傳遞函數(shù)為)( 100)s(G ?? ss，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)性能指標(biāo)滿足單位階躍輸入信號(hào)時(shí)無穩(wěn)態(tài)誤差，相位裕度 γ ≥50176。 解 。 輸入以下程序： clear num=100。 den=conv([1 0], 1)。 den=conv([1 0],[ 1])。 figure(1) margin(num,den)。 grid 圖中可 以看出相角裕度為 18,穿越頻率為 ，可以犧牲穿越頻率提高相位裕度，以滿足系統(tǒng)性能指標(biāo)的要求，此時(shí)可以設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正。 串聯(lián)滯后校正裝置放在系統(tǒng)的低頻段，利用的是它自身的高頻段幅值下降，但對(duì)相頻特性影響小的特點(diǎn)，此系統(tǒng)的第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率為 10，設(shè)計(jì)校正后穿越頻率為 5，此時(shí)對(duì)數(shù)幅頻為 25. 程序如下： a=10.^(25/20)。wc=5。 t=1/(*wc)。 nc=[t 1]。 dc=[a*t 1]。 n=conv(num,nc)。 d=conv(den,dc)。 figure(2)。 margin(n,d)。 grid 從圖中可以看出相位裕度為 ，穿越頻率為 ，滿足系統(tǒng)相位裕度γ≥ 50的要求。 動(dòng)態(tài)校正前后系統(tǒng)的節(jié)約響應(yīng)曲線如下圖： 從圖可以看出，系統(tǒng)犧牲了響應(yīng)速度，獲得了更好地平穩(wěn)性指標(biāo)。 五 、課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論 通過這次結(jié)合控制系統(tǒng)的 MATLAB 的學(xué)習(xí)，首先對(duì)自動(dòng)控制原理這門課程有了更深的理解，其次認(rèn)識(shí)到 MATLAB 軟件是一個(gè)非常強(qiáng)大實(shí)用的軟件，在數(shù)據(jù)處理和計(jì)算方面功能齊全且強(qiáng)大。本次課程設(shè)計(jì)涉及控制 系統(tǒng)模型建立，時(shí)域和頻域分析，根軌跡分析，控制系統(tǒng)的校正等方面的知識(shí)。特別是校正內(nèi)容，由于考試復(fù)習(xí)涉及此內(nèi)容不多，這次課設(shè)的學(xué)習(xí)使我理解更加深刻，也讓我認(rèn)識(shí)到校正也是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一大重點(diǎn)環(huán)節(jié)。 本次課程設(shè)計(jì)大量利用 MATLAB 中的函數(shù)實(shí)現(xiàn)了各種根軌跡圖、伯德圖、階躍響應(yīng)曲線的繪制，省去了手工計(jì)算和繪圖的麻煩，這在以后的學(xué)習(xí)中至關(guān)重要，學(xué)會(huì)利用先進(jìn)技術(shù)手段分析問題，而不只是停留在手工計(jì)算上面。 自動(dòng)控制原理作為自動(dòng)化專業(yè)課，其重要性可想而知，本次課程設(shè)計(jì)讓我明白學(xué)會(huì)一門課程不僅要會(huì)做題，還要深刻理解其內(nèi)涵， 才能運(yùn)用實(shí)際，知識(shí)層面才會(huì)更高。 六 、參考文獻(xiàn) [1] 吳忠強(qiáng) 劉志新 控制系統(tǒng)仿真及 Matlab 語言 電子工業(yè)出版社 第一版 . [2] Katsuhiko Ogata 控制理論 MATLAB 教程 電子工業(yè)出版社 第一版 . [3]于希寧 孫建平 自動(dòng)控制原理 . 中國(guó)電力出版社 第一版 .
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