自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)--基于自動(dòng)控制理論的性能分析與校正(參考版)
2025-01-16 17:29本頁(yè)面
【正文】 22。hold on。G22=feedback(G2,1)。num2=[ ]。hold on。t=0::20。G=tf(num,den)。解題過(guò)程及程序：den=conv([1 1 0],[1 4])。解：設(shè)計(jì)思路為：根軌跡校正中的滯后網(wǎng)絡(luò)用于改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但不改變系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，在設(shè)計(jì)滯后網(wǎng)絡(luò)時(shí)，為使校正后系統(tǒng)的根軌跡主要分支通過(guò)閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)，同時(shí)能大幅度提高系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益，通常把滯后網(wǎng)絡(luò)的零極點(diǎn)配置在離虛軸較近的地方，并相互靠近。hold on。sysc2=feedback(G2,1)。num2=[ 1]。hold on。sysc1=feedback(G1,1)。num1=[ 1]。hold on。sysc=feedback(G,1)。num=1。得到根軌跡分析圖形界面： 根軌跡分析的圖形界面選擇工具欄加入零點(diǎn)，可以得到系統(tǒng)的根軌跡分析圖形界面： 加入零點(diǎn)夠根軌跡分析的圖形界面在現(xiàn)實(shí)中是不能采用單零點(diǎn)校正的，所以加入極點(diǎn)，此時(shí)系統(tǒng)滿足超調(diào)量不大于30%，調(diào)節(jié)時(shí)間不大于8s的要求。G=tf(num,den)。編程如下：den=conv([2 1 0],[ 1])。解：MATLAB的控制系統(tǒng)工具箱中提供了一個(gè)系統(tǒng)根軌跡分析的圖形界面，其調(diào)用格式為rltool或rltool(G)或rlootl(G,Gc)。step(G22,t2)結(jié)果及打印曲線：Transfer function: 200 s + 100 s^3 + s^2 + 201 s + 100動(dòng)態(tài)校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線如下圖所示：由上面兩圖可以看出系統(tǒng)犧牲了響應(yīng)速度，獲得了更好的平穩(wěn)性指標(biāo)。G22=feedback(G2,1)figure(2)。step(G11,t1)。G1=tf(num,den)。d=conv(den,dc)。dc=[a*T 1]。T=1/(*wc)。a=10^(25/20)。編程為：num=100。grid on得到校正后系統(tǒng)的Bode圖為：，滿足系統(tǒng)相位裕度Υ≥50176。figure(2)。n=conv(num,nc)。nc=[T 1]。wc=5。從上圖可以看出原系統(tǒng)當(dāng)角頻率為5時(shí)，系統(tǒng)的對(duì)數(shù)幅頻為25，而由20lga=25和1/T=（）。此系統(tǒng)的第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率是10，先設(shè)校正后的穿越頻率為5。grid on得到校正前系統(tǒng)的Bode圖為：從圖中可以看出相位裕度為18，系統(tǒng)本身對(duì)穿越頻率沒(méi)有要求，所以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。figure(1)。下面繪制校正前系統(tǒng)的Bode圖，編程為：
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