飛行器自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制器設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-06-04 23:35本頁(yè)面
【正文】 積分 PI 控制時(shí)， s12sGc ??）（，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為 ，單位階躍輸入 r（ t） =1 ； ，單位斜坡輸入 r（ t） =t ； ，單位加速度輸入 r（ t） = 2t21 ； 綜上得控制系統(tǒng)的型別、穩(wěn)態(tài)誤差和輸入信號(hào)之間的關(guān)系，統(tǒng)一在表 31 中： 控制器 系統(tǒng)型別 單位階躍輸入 R（ t） =1 單位斜坡輸入 R（ t） =t 單位加速度輸入R（ t） = 2t21 P控制器 I 0 ? PI控制器 II 0 0 表 31 根據(jù)表 31可以看出，對(duì)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，比例（ P） 控制系統(tǒng)，對(duì)單位階躍輸入下的跟蹤誤差為 0；單位斜坡輸入下的跟蹤誤差為 ；不能跟蹤單位加速度輸入。比例積分（ PI）控制系統(tǒng)，對(duì)單位對(duì)單位階躍輸入下的跟蹤誤差為 0；單位斜坡輸入下的跟蹤誤差為 0；單位加速度輸入下的跟蹤誤差為 。與前述內(nèi)容相符。 4在 P和 PI控制器作用下進(jìn)行頻域?qū)Ρ刃苑治? 在頻域中分析高階系統(tǒng)下的特性，有很大的方便性，可以直接地分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和相對(duì)穩(wěn)定性。而波特圖是分析系統(tǒng)在頻域下的一種很有效的方法。因此，下面將討論 P 控制在 Kp=2 時(shí)的頻域特性和 PI 控制在s12sGc ??）（時(shí)的頻域特性，利用 MATLAB 得到其波特圖，并同時(shí)獲得其幅值裕度和相位裕度，進(jìn)行對(duì)比分析。 P 控制在 Kp=2 時(shí)的頻域特性 P 控制在 Kp=2 時(shí)的伯德圖 P控制在 Kp=2 時(shí)， 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性為 ? ? ))(10j(j )5j(20j 2 ??? ?? ???? ??G （ 41） MATLAB 中提供了 margin（） 函數(shù)和 nyquist（） 可以直接用于繪制伯德圖和奈圭斯特圖，并同時(shí)得到幅值裕度和相位裕度。則上述的具體程序代碼如下： num=conv(20,[1,5])。 den=conv([1,0],conv([1,10],[1,6]))。 G=tf(num,den)。 %系統(tǒng)建模 figure(1) margin(G)。 %繪制伯德圖，計(jì)算幅值裕度，相位裕 度及 其對(duì)應(yīng)的截止頻率，穿越頻率 axis equal %調(diào)整縱橫比例，保持原形 所得波特圖如圖 41 所示： 圖 41 P控制在 Kp=2時(shí)的伯德圖 其相位裕度為 ?? ? ，截止頻率 srad / ?? ；幅值裕度 dBh ? ，穿越頻率srad / ?? 。 P 控制在 Kp=2 時(shí)的奈圭斯特圖 MATLAB 中提供了 nyquist（） 函數(shù)可以直接用于繪制伯德圖和奈圭斯特圖，具體的程序代碼如下 num=conv(20,[1,5])。 den=conv([1,0],conv([1,10],[1,6]))。 G=tf(num,den)。 %系統(tǒng)建模 figure(2) nyquist(G)。 %繪制奈圭斯特圖 axis equal %調(diào)整縱橫比例，保持原形 所得奈圭斯特曲線(xiàn)如圖 42 所示： 圖 42 P控制在 Kp=2時(shí)的奈圭斯特圖 由圖 42 可看出奈圭斯特曲線(xiàn)不包圍（ 1， j0）點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定。 PI 控制在 s12sGc ??）（時(shí)的頻域特性 PI 控制在 s12sGc ??）（時(shí)的伯德圖 PI 控制在 s12sGc ??）（時(shí)， 系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)頻率特性為 ? ? ))(10( )12)(5(10 22 ????? ??? ???? ??? jj jjjG (42) 用 MATLAB 繪制上述開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖的具體程序代碼如下： num=conv(10,conv([1,5],[2,1]))。 den=[1,41,60,20,0,0]。 G=tf(num,den)。 %系統(tǒng)建模 figure(1) margin(G)。 %繪制伯德圖，計(jì)算幅值裕度，相位裕 度 及其對(duì)應(yīng)的截止頻率，穿越頻率 axis equal 所得波特圖如圖 43 所示 圖 43 PI控制在 s12sGc ??）（時(shí)的伯德圖 其相位裕度為 ?? 65? ，截止頻率 srad / ?? ；幅值裕度 InfGm? 。
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