matlab实验九 控制系统的PI校正设计及仿真.doc
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1、.实验九 控制系统的PI校正设计及仿真一、 实验目的1. 应用频率综合法对系统进行PI校正综合设计;2学习用MATLAB对系统性能进行仿真设计、分析;二、实验设计原理与步骤 1设计原理 滞后校正(亦称PI校正)的传递函数为: 其对数频率特性如图9-1所示,参数表征滞后校正的强度。 2设计步骤 基于频率法的综合滞后校正的步骤是:(1)根据静态指标要求,确定开环比例系数K,并按已确定的K画出系统固有部分的Bode图;(2)根据动态指标要求试选,从Bode图上求出试选的点的相角,判断是否满足相位裕度的要求(注意计入滞后校正带来的的滞后量),如果满足,转下一步。否则,如果允许降低,就适当重选较低的;(
2、3)从图上求出系统固有部分在点的开环增益Lg()。如果Lg()0令Lg ()=20lg,求出,就是滞后校正的强度,如果Lg ()0,则无须校正,且可将开环比例系数提高。精品.(4)选择,进而确定。(5)画出校正后系统的Bode图,校核相位裕量。滞后校正的主要作用是降低中频段和高频段的开环增益,但同时使低频段的开环增益不受影响,从而达到兼顾静态性能与稳定性。它的副作用是会在点产生一定的相角滞后。三、实验内容 练习9-1 设系统原有开环传递函数为: 系统的相位裕度 系统的开环比例系数K= 5 S-1 截止频率为=05 S-1要求:(1)用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器;(2)画出校正前
3、后的Bode图(3)用Simulink对校正前后的闭环系统进行仿真,求出其阶跃响应;(4)分析设计效果。精品.k0=5;n1=1;d1=conv(conv(1,0,1,1),0.5 1);w=logspace(-1,3,1000);sope=tf(k0*n1,d1);figure(1)margin(sope);grid onwc=0.5;num=sope.num1; den=sope.den1; na=polyval(num,j*wc); da=polyval(den,j*wc); g=na/da; g1=abs(g);h=20*log10(g1);精品.beta=10(h/20);t=10/
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