系统穿越频率用matlab,基于Matlab的自动控制系统设计

基于Matlab的自动控制系统设计

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11.90 积分

第一章 课程设计内容与要求分析1.1设计内容针对二阶系统，利用有源串联超前校正网络(如图所示)进行系统校正。当开关S接通时为超前校正装置，其传递函数，其中，，，“-”号表示反向输入端。若Kc=1，且开关S断开，该装置相当于一个放大系数为1的放大器(对原系统没有校正作用)。R1·+··urucR0R2R3R4CS1.2 设计要求1)引入该校正装置后，单位斜坡输入信号作用时稳态误差，开环截止频率wc’≥4.4弧度/秒，相位裕量γ’≥45°；2)根据性能指标要求，确定串联超前校正装置传递函数；3)利用对数坐标纸手工绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线；4)设校正装置R1=100K，R2=R3=50K，根据计算结果确定有源超前校正网络元件参数R4、C值；1第二章 控制系统程序设计2.1 校正装置计算方法设超前校正装置传递函数为：，rd>1若校正后系统的截止频率wc¢=wm，原系统在wc¢处的对数幅值为L(wc¢)，则：由此得：由，得时间常数T为： 2.2 课程设计要求计算解答过程：对于Ⅰ型系统，，得 故取 K=10。因此要求取：则有L)+10lg rd=0。即 20lg10-20lg-20lg+10lg rd=0 其相位欲度：。校正后传递函数：D=因此 C=66第三章 利用Matlab仿真软件进行辅助分析第三章 利用Matlab仿真软件进行辅助分析3.1校正系统的传递函数设：原系统传递函数为，校正装置传递函数为，则校正后传递函数为3.2用Matlab仿真num=[10];den=[1,1,0];W=tf(num,den); %求原系统传递函数W(s)bode(W); %绘制原系统对数频率特性margin(W); %求原系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(W);grid; %绘制网格线令a=1:进行仿真，得到下图：校正前系统伯德图图3-1 校正前系统伯德图numc=[b,1];denc=[c,1];Wc=tf(numc,denc); %求校正装置传递函数Wc(s)bode(Wc); %绘制校正装置对数频率特性 grid; %绘制网格线(该条指令可有可无)已知求得：b=1/2.412(0.46),c=1/7.236。进行仿真得下图：系统校正装置伯德图。图3-2 系统校正装置伯德图numh=conv(num,numc); denh=conv(den,denc);Wh=tf(numh,denh); %求校正后系统传递函数W¢(s)bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性margin(Wh); %求校正后系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Wh); grid; %绘制网格线(该条指令可有可无参考文献图3-3 校正后系统伯德图bode(W,':'); %绘制原系统对数频率特性hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(Wc,'-.'); %绘制校正装置对数频率特性hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性grid; %绘制网格线(该条指令可有可无)图3-4 校正前、后校正装置伯德图7 关 键 词： 基于 Matlab 自动控制系统 设计

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