maltab控制系统的pid校正设计及仿真报告pid校正10次

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1、实验十控制系统的PID校正设计及仿真一、实验目的1.学会用MATLAB对系统进行仿真；2.应用频率综合法对系统进行PID校:il｛综合。二、设计原理与步骤1.设计原理超前校正的主要作用是增加相角裕景，改善系统的动态响％特性。滞;n校正的作用是改善系统的静态特性，两种校正结合起米就能同吋改善系统的动态和静态特性。滞后超前校正（亦称PID校正）综合了前两种校正的功能。滞后超前校正（亦称PID校正）的传递函数为：GC(S)(y?>6Z>l)，(T2>aT^(r254-i)(6^,5+i)(^s+ixr.s+i)它相当于一个滞后校与一个超前校正相串联，其对数频率特性如2.设计步骤基

2、于频率法综合滞后-超前校正的步骤足：（1）根裾静态指标要求，确定丌环比例系数K，外按已确定的KM出系统同有部分的Bode阁；（2）根据动态指杯•要求确定叫.，检查系统固行部分在叫.的对数幅频特性的斜率是否为-2,如果是，求出点的相角；（3）按综合超前校正的步骤（3）〜（6）综合超前部分GC1（S）（注意在确定氏，时要计入滞后校正带来的5（＞〜12（＞的相角滞后量）。在第（6）步时注意，通常~（叫.）+人.（叫.）比0高出很多，所以要引进滞后校正；（4）令201g々=久城）+乙、.（叫.）求出;（5）按综合滞后校正的步骤（4）〜（5）综合滞后部分Gf2（S）;（6）将滞后校正

3、与超前校正串联在一起，构成滞后超前校IE:Gc（5）=Gcl（S）Gr2（5）三、实验内容练习10-2被控对象的传递函数为:G(5)=KS(S+l)(S+4)耍求设计单回路控制系统，满足：（1）稳态速度误差增益Kv=10/s（2）相位裕度/=500（3）垴益裕度2要求：（1）设计满足上述耍求的滞后•超前控制器；（2）用Simulink进行仿真；（3）画出校正前后的Bode图（4）分析讨论没计结果。0untiUed102FJeECkViewSirulabcnFamatTwkHs)p••••■■•rnqD►Nomd二舀参R旧务cleargcl=tf(ft,llJt*alfa,g

4、c2=tf([t,l],[bt,l]g=tf(40，conv(conv([11]))o]，[l1])，[14]))sys=g*gcl;超前校sysl=g*gcl*gc2w=logspace(-1,3,1()00);正[magl，phasel，w]subplot(2,1,1)gama2=gama+pm-=bode(sysl，w);margin(g);gridon180;校正滞后原系holdonwc=spline(phase,w,统三者串联[mag,phase,w]=bode(g,gama2);[gml，pml，wcgl，w)；num=sys.num{1};wcpl]=marg

5、in(m[gm，pm，wcg，wcp]=marden=sys.den{1};agl,phasel,w);gin(mag,phase,w);na=polyval(num,j*gmaldb=20*loglgama=50;wc);O(gml);gamal=gama-pm+5;da=polyval(den,j*subplot(2，l，2)gam1=gamal*pi/l8();wc);margin(sysl);alfa=(l-sin(gaml))/(1+sgl=na/da;gridon;in(gaml));gll=abs(gl);adb=20*loglO(mag);h=20*logl

6、0(gll);wc=spline(adb，w，10*lobeta=10A(h/20);g(alfa));t=l/(0.1*wc);t=1/(wc*sqrt(alfa));bt=beta*t;Ready100%油4555(5+1)(5+：K=20试用BODE网设计方法对系统进行滞后-超前串联校正设计，使之满足：（1）在单位斜坡信号r（t）=t的作用下,系统的速度误差系数Kv>105_1；（1）系统校正P剪切频率o么1.5厂1;（2）系统斜校正后相角裕度y245q;（3）计算校正后系统时域性能指标：o%=25%;tp=2s；ts=6s。要求：（1）用频率法设计满足上述要求的串联

7、滞校正控制器；（2）M出校正前后的Bode图；（3）川Shmilink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。FigureNo.BleEdtiiiewInsertlootsWindowHelp□o^HOazzoBodeDiagramFrequency(rad/sec)BodeDiagramGm=InfdB(atInfrad/sec).Pm=44deg(at1.5rad/sec)Frequency(rad/sec)•QABQ5实验总结：熟练的操作必须冇扎实的现论知识作为基础。加强理论的学习。