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《MATLAB語言、控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、MATLAB語言、控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)大作業(yè)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：設(shè)計(jì)者：學(xué)號(hào)：華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院超前校正校正原理：超前校正的兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率應(yīng)分設(shè)在未校正系統(tǒng)的剪切頻率的兩側(cè)。相頻特性具有正相移，幅頻特性具有正斜率。校正后，低頻段不變，剪切頻率比原系統(tǒng)大，說明快速性提高。校正方法：1、ess?K?畫出校正前原系統(tǒng)的Bode圖；2、計(jì)算出穩(wěn)定裕度及剪切頻率PMk、wc；3、由fm=PMd-PMk+5°,求校正器的a值；4、將校正裝置最大超前相位角處的頻率作為校正后系統(tǒng)的剪切頻率,則有:20lg(abs(G0Gc))=0得到
2、：因此,未校正系統(tǒng)的幅值等于–10lga時(shí)的頻率,即為校正后系統(tǒng)的剪切頻率wm；5.利用插值求得wm.根據(jù)wm計(jì)算校正器的T，以及零極點(diǎn)的轉(zhuǎn)折頻率：6.畫出校正后的系統(tǒng)Bode圖,校驗(yàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)；7.使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán),驗(yàn)證閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)。滯后校正校正原理：滯后校正的兩個(gè)轉(zhuǎn)折頻率應(yīng)比未校正系統(tǒng)的剪切頻率小很多。相頻特性具有負(fù)相移，幅頻特性具有負(fù)斜率。校正后，低頻段不變，剪切頻率比原系統(tǒng)小，說明快速性變差，意味著犧牲系統(tǒng)的快速性換取穩(wěn)定性。校正方法：1、由性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求計(jì)算K,再畫出校正前原系統(tǒng)的Bode圖求相位裕量幅值裕量；
3、2、如果性能不滿足要求,由f(wgc)=-180°+PMd+5,利用插值確定確定校正后的系統(tǒng)的剪切頻率wgc；3、使校正后的系統(tǒng)幅值在新剪切頻率處下降到0db,即20lgabs(G0Gc)=0得到:b=abs(G0)；4、為使滯后校正裝置對(duì)系統(tǒng)的相位滯后影響較小,一般取滯后校正裝置的第一個(gè)交接頻率：5、畫出校正后的系統(tǒng)Bode圖,校驗(yàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)；6、使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán),驗(yàn)證閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)。滯后-超前校正校正原理：實(shí)現(xiàn)滯后校正與超前校正的綜合。滯后校正把剪切頻率左移。從而減小了系統(tǒng)在剪切頻率處的相位滯后，超前校正的作用是新剪切頻率提供一個(gè)相
4、位超前量，用以增大一個(gè)相位超前量，用以增大系統(tǒng)相位穩(wěn)定裕度，使其滿足動(dòng)態(tài)性能要求。方法：1、ess?K?畫出校正前原系統(tǒng)的Bode，獲取系統(tǒng)的剪切頻率wg1；2、確定滯后校正的參數(shù)，取b=8~10，1/T1=0.1wg1；3、確定校正后的系統(tǒng)的剪切頻率wg2，使這一點(diǎn)超前校正器能滿足，并在該點(diǎn)綜合后幅頻衰減為0db，即：20lg(abs(Gc1*Gc2))=0,求得超前參數(shù)a；4、根據(jù)wg2計(jì)算校正器的零極點(diǎn)的轉(zhuǎn)折頻率：5、畫出校正后的系統(tǒng)Bode圖,校驗(yàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)；6、使系統(tǒng)構(gòu)成閉環(huán),驗(yàn)證閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)；題目解答：靜態(tài)速度誤差常數(shù)K
5、v=50秒^-1→K0=50,畫出校正前bode圖：>>k0=50;n1=1;d1=conv([10],[11]);>>G=tf(k0*n1,d1);>>bode(G)>>margin(G)>>[Gm0,Pm0,wcg0,wcp0]=margin(G)Gm0=InfPm0=8.0895wcg0=Infwcp0=7.0356校正前相位裕度為8°、增益裕量為∞。圖1校正前bode圖設(shè)計(jì)超前校正裝置使相位裕度等于50°：求a值：期望相位裕度Pm=50°→fm=Pm-Pm0+5°→a=（1+sinfm）/（1-sinfm）計(jì)算a程序：>>Pm=
6、50;>>phai=Pm-Pm0+5;>>pha=phai*pi/180;>>alpha=(1+sin(pha))/(1-sin(pha))alpha=6.4153將校正裝置最大超前相位角處的頻率作為校正后系統(tǒng)的剪切頻率,則有:20lg(abs(G0Gc))=0得到：因此,未校正系統(tǒng)的幅值等于–10lga時(shí)的頻率,即為校正后系統(tǒng)的剪切頻率wm；利用插值求得wm.根據(jù)wm計(jì)算校正器的T：計(jì)算T程序：>>[mag,phase,w]=bode(G);>>adb=20*log10(mag);>>am=-10*log10(alpha);>>wgc
7、=spline(adb,w,am);>>T=1/(wgc*sqrt(alpha))T=0.0352求校正裝置傳函：>>Gc=tf([alpha*T1],[T1])Transferfunction:0.2255s+1-------------0.03515s+1校正后開環(huán)傳函及bode圖：>>sopen=G*GcTransferfunction:11.28s+50---------------------------0.03515s^3+1.035s^2+s>>bode(sopen);margin(sopen)圖2校正后bode圖>>[G
8、m,Pm1]=margin(sopen)Gm=InfPm1=51.9985校正后Gm=∞，Pm=51.9985°，基本滿足要求。校正前單位階躍響應(yīng)：>>sysc=feedback(G,1)Transferf
