实验五线性系统串联校正.doc

武汉工程大学实验报告
专业*********** 班号*********
组别指导教师陈艳菲
姓名**** 同组者个人
实验名称实验五线性系统串联校正
实验日期 2012-04-26 第 5 次实验
实验目的
熟练掌握用MATLAB语句绘制频域曲线。
掌握控制系统频域范围内的分析校正方法。
3. 掌握用频率特性法进行串联校正设计的思路和步骤。
实验内容
1、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为,试设计一超前校正装置,使校正后系统的静态速度误差系数,相位裕量,增益裕量。
2、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为,试设计一个合适的滞后校正网络,,相角裕量约为。
3、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为,试设计一滞后-超前校正装置,使校正后系统的静态速度误差系数,相位裕量,增益裕量。
三、实验结果分析
:
(1)取K=20,绘制原系统的Bode图:
①源程序代码:
num0=20;
den0=[1,1,0];
w=:1000;
[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0);
[mag1,phase1]=bode(num0,den0,w);
[gm1,pm1,wcg1,wcp1]
margin(num0,den0)
grid;
②Bode图:
③运行结果:
ans =

Inf Inf
④分析:
由结果可知,原系统相角裕度r=,=,不满足指标要求,系统的Bode图如上图所示。考虑采用串联超前校正装置,以增加系统的相角裕度。
(2)系统的串联超前校正:
①源程序代码:
num0=20;
den0=[1,1,0];
w=:1000;
[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0);
[mag1,phase1]=bode(num0,den0,w);
[gm1,pm1,wcg1,wcp1]
margin(num0,den0)
grid;
e=5; r=50; r0=pm1;
phic=(r-r0+e)*pi/180;
alpha=(1+sin(phic))/(1-sin(phic));
[il,ii]=min(abs(mag1-1/sqrt(alpha)));
wc=w( ii);
T=1/(wc*sqrt(alpha));
numc=[alpha*T,1];
denc=[T,1];
[num,den]=series(num0,den0,numc,denc);
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(num,den);
printsys(numc,denc)
disp('校正之后的系统开环传递函数为:');
printsys(num,den)
[mag2,phase2]=bode(numc,denc,w);
[mag,phase]=bode(num,den,w);
subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),'--',w,20*log10(mag2),'-.');
grid; ylabel('幅值(db)');
title('--Go,-Gc,GoGc');
title(['校正前:幅值裕量=',num2str(20*log10(gm1)),'db','相位裕量=',num2str(pm1),'0']);
subplot(2,1,2); semilogx(w,phase,w,phase1,'--',w,phase2,'-',w,(w-180-w),':');
grid; ylabel('相位(0)'); xlabel('频率(rad/sec)');
title(['校正后:幅值裕量=',num2str(20*log10(gm)),'db','相位裕量=',num2str(pm),'0']);
②Bode图:
③运行结果:
ans =
Inf Inf
num/den =
s + 1
--------------
s + 1
校正之后的系统开环传递函数为:
num/den =
s + 20
------------------------------
s^3 + s^2 + s
④分析:
由结果可知,校正环节的传递函数为(