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《matlab實(shí)驗(yàn)九 控制系統(tǒng)的PI校正設(shè)計(jì)及仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實(shí)驗(yàn)九控制系統(tǒng)的PI校正設(shè)計(jì)及仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.應(yīng)用頻率綜合法對系統(tǒng)進(jìn)行PI校正綜合設(shè)計(jì)；2．學(xué)習(xí)用MATLAB對系統(tǒng)性能進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)、分析；二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理與步驟1．設(shè)計(jì)原理滯后校正（亦稱PI校正）的傳遞函數(shù)為：其對數(shù)頻率特性如圖9-1所示，參數(shù)表征滯后校正的強(qiáng)度。2．設(shè)計(jì)步驟基于頻率法的綜合滯后校正的步驟是：（1）根據(jù)靜態(tài)指標(biāo)要求，確定開環(huán)比例系數(shù)K，并按已確定的K畫出系統(tǒng)固有部分的Bode圖；（2）根據(jù)動態(tài)指標(biāo)要求試選，從Bode圖上求出試選的點(diǎn)的相角，判斷是否滿足相位裕度的要求（注意計(jì)入滯后校正帶來的的滯后量），如果滿足，轉(zhuǎn)下一步。否則，如果允許降低，就適當(dāng)重選較低的；
2、（3）從圖上求出系統(tǒng)固有部分在點(diǎn)的開環(huán)增益Lg（）。如果Lg（）>0令Lg（）=20lg，求出，就是滯后校正的強(qiáng)度，如果Lg（）〈0，則無須校正，且可將開環(huán)比例系數(shù)提高。（4）選擇，進(jìn)而確定。（5）畫出校正后系統(tǒng)的Bode圖，校核相位裕量。滯后校正的主要作用是降低中頻段和高頻段的開環(huán)增益，但同時使低頻段的開環(huán)增益不受影響，從而達(dá)到兼顧靜態(tài)性能與穩(wěn)定性。它的副作用是會在點(diǎn)產(chǎn)生一定的相角滯后。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容練習(xí)9-1設(shè)系統(tǒng)原有開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的相位裕度γ系統(tǒng)的開環(huán)比例系數(shù)K=5S-1截止頻率為=0．5S-1要求：（1）用頻率法設(shè)計(jì)滿足上述要求的串聯(lián)滯后校正控制器；（2）畫出校正前后
3、的Bode圖（3）用Simulink對校正前后的閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，求出其階躍響應(yīng)；（4）分析設(shè)計(jì)效果。k0=5;n1=1;d1=conv(conv([1,0],[1,1]),[0.51]);w=logspace(-1,3,1000);sope=tf(k0*n1,d1);figure(1)margin(sope);gridonwc=0.5;num=sope.num{1};den=sope.den{1};na=polyval(num,j*wc);da=polyval(den,j*wc);g=na/da;g1=abs(g);h=20*log10(g1);beta=10^(h/20);t
4、=10/wc;bt=beta*t;gc=tf([t,1],[bt,1])sys1=sope*gc[mag1,phase1,w]=bode(sys1,w);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(mag1,phase1,w);figure(2)margin(sys1);gridon;滯后：20s+1-----------173.5s+1練習(xí)9-2設(shè)被控對象開環(huán)傳遞函數(shù)為：系統(tǒng)的相位裕度γ系統(tǒng)斜坡輸入穩(wěn)態(tài)誤差ess=0．05；截止頻率為=21/S要求：（1）用頻率法設(shè)計(jì)滿足上述要求的串聯(lián)滯后校正控制器；（2）畫出校正前后的Bode圖;（3）用Simulink對校正前后的
5、閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，求出其階躍響應(yīng)；（4）分析設(shè)計(jì)效果。滯后：5s+1-----------92.85s+1k0=20;n1=10;d1=conv([1,0],[1,5]);w=logspace(-1,3,1000);sope=tf(k0*n1,d1);figure(1)margin(sope);gridonwc=2;num=sope.num{1};den=sope.den{1};na=polyval(num,j*wc);da=polyval(den,j*wc);g=na/da;g1=abs(g);h=20*log10(g1);beta=10^(h/20);t=10/wc;bt=b
6、eta*t;gc=tf([t,1],[bt,1])sys1=sope*gc[mag1,phase1,w]=bode(sys1,w);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(mag1,phase1,w);figure(2)margin(sys1);gridon;練習(xí)9-3已知單位反饋系統(tǒng)被控對象開環(huán)傳遞函數(shù)為：試用BODE圖設(shè)計(jì)方法對系統(tǒng)進(jìn)行滯后串聯(lián)校正設(shè)計(jì)，使之滿足：（1）在單位斜坡信號r（t）=t的作用下，系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)KV；（1）系統(tǒng)校正后剪切頻率ωC；（3）系統(tǒng)斜校正后相角裕度γ要求：（1）用頻率法設(shè)計(jì)滿足上述要求的串聯(lián)滯后校正控制器；（2）畫出校正前后的
7、Bode圖;（3）用Simulink對校正前后的閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，求出其階躍響應(yīng)；（4）分析設(shè)計(jì)效果。clear%s=tf('s')%G=30/s(0.1s+1)(0.2s+1)k0=30;n1=1;d1=conv(conv([1,0],[0.1,1]),[0.21]);w=logspace(-1,3,1000);sope=tf(k0*n1,d1);figure(1)margin(sope);gridonwc=2.3;num=sope.num{1};den=sope.den{1}
