清华课程课件-控工实验1Matlab仿真

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1、实验一Matlab仿真实验一、基本头验1、对一阶惯性系统G($)=C+1Frequency(rad/MC)Freouercy(retViec)c)k=l,T=().l13frooMcncy(rad/sec)只是时间轴和频率轴的比例(位注：T=10、1、0.1的三副图，形状完全相同,置)不同。2,对二阶系统G($)=1+2T^v+l1)T=1,C=O2)T=l,©=0.23)T二1,3二0.55)T=1^=16)T=l^=101)T=0.1,4=02)T=0.1^=0.23)T=0.1,C=0.54)T=0.1^=0.7crwM>5)T=O.1,C=13＞自构造咼阶系统20(0.

2、2$+1)5(0.03^+1)(0.006$+1)Time(sec)98653o7o1apn七-dEP40BodeDiagramGm=Inf,Pm=71.854deg(at107.2rad/sec)2020■90■53-1-1-0.500.511.522.53RealAxisNyquistDiagram在阶跃输入下，此系统是一发散系统。4、画博得图,求相角余量和增益余量,并判断稳定性;1)250$(0.03$+1)(0.0047$+1)a,伯得图:6035〔6OSIDselld80b,幅值余量:0.9844dBc,零极点图相角余量:-0.3080°Pole-ZeroMap024

3、68••••oooO■■■■05gE-:1250门-21■-150-100・50RealAxis极点都在零线左侧（或零线上），系统临界稳定；从相角和幅值余量看，余量都很小，.••稳定性并不好。2)250(0.5$+1)$(10$+l)(0.03s+l)(0.()()47s+1)a,伯得图:b,〔633(Dselld00BodeDiagramooooo551-:oo5o5o193827・1122■■■■10°101Frequency(rad/sec)102103幅值余屋：1&3886dB相角余量:58.0765°零极点图极点都在零线左侧（或零线上），所以系统稳定;II从相角和幅值

4、余量看，稳定性很好。二、速度环仿真实验1、仿真模型，使用比例一积分(PI)调节器：2、模型分析，使用比例一积分(PI)调节器，反馈系数B=0.5PI调节器的传递两数为Gnc(s)=-=0，°8^+1(r„=0.08Tn=0.006)Tns0.0065n10.053250.00195s+1则，前项通道传递函数为：G(沪喺二X。(叭系统闭环传递函数为：%/(5)_275(0.001955+1)(0.085+1)"0.006"(0.00195s+1)+14.64375(0.085+1)0.0429"+22.53625^+275反馈通道传递函数为:-0.000011753+0.0065

5、2+1.1715^+14.643753、仿真显示如下：阶跃输入，时间响应图(1)：超调区放大图（2）0.06秒处，放人图（3）195.5194.5194193.5k193192.5192191.51…0.050.0550.060.0650.07系统频率响应，Bode图（4）6总IDselldBodeDiagramFrequency(rad/sec)ms

6、187.8^188rad/sd）・••系统的静态相对误差约为：18—175x100%=7.4%175A,超调量：a）由图（1）知，时间响应只有一次振荡;b）由图（2）知，峰值约为203rad/s,超调量为15rad/s,为7.9%<30%,满足要求B,快速性：a）定A%为5%；・••范围为:179〜197rad/s；b）由图（2）知，1=0.06时，n^l94rad/s,已在范围之内。C,频率特性：a）由波特图知，A（0）=25.5dBAA（ob）=25.5X0.707^18dB,b）从波特图看出闭环截止频率3b"5X102nid/s^80Hz>10Hzc）系统满足“闭环带宽不

7、小于10Hz”的耍求。由此町知，此调节器满足要求。5、其他特性A,图（4）知：无幅值余量;相角余量：89.862°；剪切频率：3693.3rad/sB,图（4）知：闭环带宽：5X10?rad/s；BodeDiagramGm=Inf,Pm=89.862deg（at3693.3rad/sec）■iiiiiinoi•i•iiiZO1TIT11T谐振峰值为：26dB；谐振频率为50rad/sC,超调量：7.9%；右图,以197为界，知调整时间:ts~0.032秒峰值区放大图：2,模型分析，使用比例(