版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、一、实验目的1.学会用 MA TLAB对系统进行仿真;2 .应用频率综合法对系统进行PID校正综合。二、设计原理与步骤1 .设计原理超前校正的主要作用是增加相角裕量,改善系统的动态响应特性。滞后校正的作用是改善系统的静态特性,两种校正结合起来就能同时改善系统的动态和静态特性。滞后超前校正(亦称PID校正)综合了前两种校正的功能。滞后超前校正(亦称PID校正)的传递函数为:(T2 S +1)(町 1 S+ 1) R/T TGc (S)(一 1) ,(T2T1)-P+(T2 S 1)(T 1S 1)它相当于一个滞后校正与一个超前校正相串联,其对数频率特性如图7-1所示:2 .设计步骤基于频率法综合
2、滞后-超前校正的步骤是:(1)根据静态指标要求,确定开环比例系数K,并按已确定的K画出系统固有部分的Bode图;(2 )根据动态指标要求确定c,检查系统固有部分在c的对数幅频特性的斜率是否为-2,如果是,求出 c点的相角(3)按综合超前校正的步骤(3)(6)综合超前部分GC1 ( S)(注意在确定m时要计入.滞后校正带来的512的相角滞后量)。在第(6)步时注意,通常Lg ( c )Lc ( c )比o高出很多,所以要引进滞后校正;(4) 令 20 lg = Lg ( c )苛 Lc (感c )求出-;(5) 按综合滞后校正的步骤(4)(5)综合滞后部分 G c2 (S);(6) 将滞后校正与
3、超前校正串联在一起,构成滞后超前校正:Gc (S) - Gci ( S) Gc2 (S) 三、实验内容练习7-1反馈控制系统的开环传递函数为:KG(S)S(0.1S1)(0.05S1)要求:(1) 速度偏差系数 Kv 50(2) 相位裕度 丫 -405%(3) 增益穿越频率再尊 冃105%c要求:(1)设计满足上述要求的滞后-超前控制器;(2 )用Simulink进行仿真;(3) 画出校正前后的Bode图(4) 分析讨论设计过程及结果。程序清单:clc;num 仁50;%Kv=50de n1=con v(0.1 1 0,0.05 1);g=tf( nu m1,de n1);mag0 phase
4、。w0 = bode(g);为相角交接频率mg0 pm0 wm0 wc0 = margi n( mag, phase, w);%wmwcwc=spli ne(phase0,w0,-180);%找出校正后的截止频率pm2=40+5%算出40+5为预期pm 5为调整参数 a=(1+si n(pm2/180*pi)/(1 -si n(pm2/180*pi);Ta=10/wc;% 确定网络中滞后部分mag1=spli ne(w,mag,wc);Mag1=20*log10(mag1);Tb=a/(wc*mag1);% 确定网络中超前部分nu mh=Ta 1;den h=a*Ta 1;num q=Tb 1
5、;denq=Tb/a 1;gh=tf( nu mh,de nh)gq=tf( num q,de nq)g2=gq*gh*g;bode(g);hold on;bode(g2);mag2 phase2 w2=bode(g2);mg3 pm3 wm3 wc3=marg in( mag2,phase2,w2);wc3pm3wc和pm为满足要求超前校正装置为:聲247誌a去久h04如1 滞后校正为:I eh云(L 10M M * 1Dhat inuousrtiiie 4iransfflrar 潼阪脯數诚(mpj(bpn=LI6E 乏Bode DiagramSep)专盂校正前后的 Bode图:(蓝色为之前
6、,红色为之后)HQFigurit 1- 捣礙 MCD 立面tQ) 窗匚血 帮議凹13 s STSiiPOE-Frequency (rad/s)Simuli nk对原系统和校正后的系统进行仿真,画出校正前后的阶跃响应图:(黄色是校正后的,橘黄色是之前的)通过分析阶跃响应结果可知,该校正环节成功使得之前极度不稳定的传递系统趋于稳定化练习7-2被控对象的传递函数为:G(S)KS(S 1)(S4)要求设计单回路控制系统,满足:K40(1)稳态速度误差增益Kv=10 /s(2 )相位裕度-50(3 )增益裕度lOdb要求:(1) 设计满足上述要求的滞后-超前控制器;(2 )用 Simulink进行仿真;
7、(3) 画出校正前后的Bode图(4) 分析讨论设计结果。程序清单:clc;num1=40;den仁con v(1 1 0,1 4);g=tf( nu m1,de n1);mag0 phase。w0 = bode(g);为相角交接频率wcmg0 pmO wmO wcO = margi n( mag, phase, w);%wm wc=spli ne(phase0,w0,-180);%找出校正后的截止频率pm2=50+5;%算出50+5为预期pm 5为调整参数 a=(1+si n(pm2/180*pi)/(1 -si n(pm2/180*pi);Ta=10/wc;% 确定网络中滞后部分mag1=
8、spli ne(w0,mag0,wc);Tb=a/(wc*mag1);% 确定网络中超前部分nu mh=Ta 1;den h=a*Ta 1;num q=Tb 1;denq=Tb/a 1;gh=tf( nu mh,de nh)gq=tf( num q,de nq)g2=gq*gh*g;bode(g);hold on;bode(g2);mag2 phase2 w2=bode(g2);mg3 pm3 wm3 wc3=marg in( mag2,phase2,w2);wc2=spli ne(phase2,w2,-180);mag2=spli ne(w2,mag2,wc2);mag22=-20*log1
9、0(mag2)%增益裕量是系统稳定余量的一种表达形式。%增益裕量定义为系统频率响应G(j 3 )的相位等于-180 的频率上幅值 |G(j 3 )|的倒数。%采用分贝表示的时候,Kg=-20log10(mag)% wc3pm3超前校正装置为:慎前s + 1滞后校正装置为:5 5 + 1矫正后pm|凤L嗣閑校正后增益裕量亘90 S3校正前后的 Bode图:(蓝色为之前,红色为之后)Red色 Diagram0OP) ssd1T里函舉目ILSimulink对原系统和校正后的系统进行仿真,画出校正前后的阶跃响应图:药攀!(黄色是校正后的,橘黄色是之前的)通过分析阶跃响应结果可知,该校正环节成功使得之前
10、极度不稳定的传递系统趋于稳定化练习7-3 已知单位反馈系统被控对象开环传递函数为:_ 1 G (S) k 潜卷00 S( S 1)( s 2)试用BODE图设计方法对系统进行滞后-超前串联校正设计,使之满足:(1 )在单位斜坡信号 r( t) = t的作用下,系统的速度误差系数Kv 10s 1 ;(1)系统校正后剪切频率3 C -1.5s;(2)系统斜校正后相角裕度Y450 ;(3)计算校正后系统时域性能指标:%= % ; tp=s ; ts=S要求:(1) 用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器;(2) 画出校正前后的 Bode图;(3) 用Simulink对校正前后的闭环系统进行仿真
11、,求出其阶跃响应;( 4 )分析设计效果。 程序清单:clc;num1=30;den1=conv(1 1 0,1 2);g=tf(num1,den1);mag0 phase0 w0 = bode(g);wcmg0 pm0 wm0 wc0 = margin(mag, phase, w); wc=spline(phase0,w0,-180);% 找出校正后的截止频率 pm2=51+5;% 算出 45+5 为预期 pm 5 为调整参数 a=(1+sin(pm2/180*pi)/(1-sin(pm2/180*pi);Ta=10/wc;% 确定网络中滞后部分 mag1=spline(w0,mag0,wc
12、);Tb=a/(wc*mag1);% 确定网络中超前部分numh=Ta 1;denh=a*Ta 1;numq=Tb 1;denq=Tb/a 1;gh=tf(numh,denh)gq=tf(numq,denq)g2=gq*gh*g;bode(g);hold on;bode(g2);mag2 phase2 w2=bode(g2);mg3 pm3 wm3 wc3=margin(mag2,phase2,w2);wc3pm3超前校正装置为:o gq *也唇存営十庄:s * 1滞后校正装置为:gh 7Q71 a + 加T&6&+ U校正前后的 Bode图:(蓝色为之前,红色为之后)羁丽le Eliaarann(8PCP 启c吕左(map)OJ曇亠Freouencv (rad/s)(黄色是校正后Simuli nk对原系统和校正后的系统进行仿真,画出校正前后的阶跃响应图: 的,橘黄色是之前的)Jif.a %= 24.9% ; tp=1.89 S; ts=8.962
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 微信通讯录统一格式
- VKWY(客字)-B031交房办理程序单
- 校内导师实习评语
- 急诊科岗位明星评比标准表
- 2024年牛仔服装联营合同(二篇)
- 安全防火工作制度
- 2024年个人保洁服务合同参考样本(2篇)
- 2024年企业形象设计合作协议范文(二篇)
- 2024年公司委托合同(2篇)
- 2024年上海市个人短期租房协议电子版(二篇)
- 第六单元 大单元教学设计(表格式) 2023-2024学年统编版高中语文必修下册
- 广东省东莞市重点中学2024届中考英语模拟试题含答案
- 国开2024年《班级管理》形考作业1-3答案
- 企业股份一元转让协议合同范本(增加特殊条款)
- 小学数学三年级下册第八单元《数学广角-搭配(二)》大单元集体备课整体设计
- 2024-2029年中国冬虫夏草行业发展分析及投资风险预测分析报告
- 脑血管内介入治疗及护理
- 物业管理常见法律分析培训材料
- 送料机械手设计说明书
- 酒吧的创业计划书
- 赞助提成方案
评论
0/150
提交评论