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实验五线性系统串联校正.docx


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实验五线性系统串联校正_武汉工程大学实验报告专业电气工程及其自动化 班号03 组别 指导教师 陈艳菲姓名 彭雪君同组者个人实验名称实验五线性系统串联校正 实验日期2014-04-28 第5次实验一、 实验目的熟练掌握用MATLAB©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。掌握用频率特性法进行串联校正设计的思路和步骤。二、 实验内容1、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)4s(s1),试设计一超前校正装置,使500,增益裕量20lgKg10dB校正后系统的静态速度误差系数Kv20s1,相位裕量2、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为G(s)(s1)3,试设计一个合适的滞后校正网络,使系统阶跃响应的稳态误差约为 ,相角裕量约为45°3、某单位负反馈控制系统的开环传递函数为正装置,使校正后系统的静态速度误差系数G(s)Ks(s1)(s2)'试设计滞后-超前校Kv10s1,相位裕量 500,增益裕量20lgKg10dB。三、实验结果分析1•开环传递函数为G(s)L的系统的分析及其串联超前校正:取K=20,绘制原系统的Bode图:源程序代码及Bode图: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;codFOflgvmg•曲佃・留nuBBlc),Pm**程运行结果:ans=:由结果可知,原系统相角裕度r=,c=,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。1 Sinm1 sinm确定串联装置所需要增加的超前相位角及求得的校正装置参数。0 ( 450,0为原系统的相角裕度,取50,令mc)将校正装置的最大超前角处的频率作为校正后系统的剪切频率。则有:20lgGc(jc)G°(jJ|01G°(jJ即原系统幅频特性幅值等于时的频率,选为根据m=c,求出校正装置的参数T。即T1cJ系统的串联超前校正:源程序代码及Bode图:num0=20;denO=[1,1,0];w=:1000;[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(num0,den0);校正曲:75*0[mag1,phase1]=bode(num0,den0,w);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]margin(num0,den0)grid;IQ1 l0fl lu' 1(/ 10校正月|裕虽bdb叩QitU'1 iq" id1 ib 1Q3e=5; r=50; r0=pm1;phic=(r-r0+e)*pi/180;alpha=(1+sin(phic))/(1-sin(phic));=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']);运行结果:ans= =++1校正之后的系统开环传递函数为num/den=+

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