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1、第8卷第4期辽宁科技学院学报Vo.l8No.42006年12月JOURNALOFLIAONINGINSTITUTEOFSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.2006文章编号:1008-3723(2006)04-0003-02MATLAB工具箱Sisotool工具箱在控制系统补偿器中的应用王晓东,张岳(辽宁科技学院实习厂,辽宁本溪117022)摘要:介绍了MATLAB工具箱sisotool的使用方法,论述了该工具箱在控制系统补偿器中的应用,有一定的工程实用价值。关键词:MATLAB;sisotoo;l补偿器中图分类号:TP273文献标识码:AMATLAB是将数值分析、矩阵计算
2、、科学数据可视化以在许多控制系统补偿器的设计过程中,都涉及伯德图的及非线型动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一绘制和补偿器参数的设定,如果靠人工来完成,将是一件非个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计及众多学常费力的事情,如果采用sisotool工具箱,那么对控制系统补科领域提供了一种简捷、高效的编程工具,同时,MATLAB是偿器的设计将变的非常容易了。本文通过一个示例来说明一个开放的系统,许多领域的学者为MATLAB编写了各种各如何使用sisotool工具箱实现补偿器的设计。样的工具箱,扩展了MATALB的应用范围,目前,已推出的工设有一单位负反馈系统,其开环传递函数为
3、具箱广泛应用于数学分析与计算、自动控制、通信工程、数字信号处理等领域中,所以,MATLAB是面向21世纪的计算机G(s)=20s(s+1)(s+2)程序设计及科学计算语言。MATLAB的Controlsystem工具箱提供了单输入单输出设计一个补偿器,使系统满足下列指标:相位裕量C(Xc)=0系统补偿器的设计工具sisotoo。lsisotool是SingleInputSin-50,幅值裕量GM10dB。gleOutputToolbox的缩写,它是MATLAB的Controlsystem工首先启动MATLAB,在MATLAB工作空间输入下列语句具箱的子工具箱。要想使用sisotoo
4、,l必须安装Controlsystem>>G=tf(20,〔1320〕);工具箱。sisotool工具箱能利用根轨迹图或开环系统的伯德这里应注意,一定要用MATLAB提供的tf()命令生成传图实现控制系统补偿器的设计。在设计补偿器时还可以设递函数,否者sisotool不识别。置有关约束条件,例如阻尼比、自然频率、超调量、幅值裕度然后在MATLAB工作空间中键入sisotoo,l启动sisotool和相位裕度等,设计后还可以显示补偿后闭环系统的阶跃响应和闭环系统的频率特性等。操作环境,显示图2所示的操作界面。默认窗口的左侧是根sisotool工具箱用于设计补偿器的结构有两种类型,如图轨
5、迹的设计画面,右侧为伯德图的设计画面。本例采用伯德1所示,其中C是补偿器,G是被控对象或系统,H是检测变图的设计方法。送器,F是滤波器。单击菜单File/Import...,弹出ImportSystemData对话框。在SISOModels列表框中选中G,再单击中间部分的第一个图标→,导入系统G,然后单击/OK0确认,这时窗口中将显示该系统的开环伯德图,右下角显示幅值裕量为-10.5dB,相位裕量为-28.1deg,如图4(a)所示,闭环系统不稳定,需要进行补偿。补偿器的设计相对来说是比较简便的。首先单击菜单Compensators项,从它的下拉菜单中选中Edit,再选择Edit的子
6、项C,这时会弹出补偿器编辑对话框,如图3所示。通过添加零、极点来补偿系统的性能指标。具体作法是:单击AddRealZero或AddRealPole来添加零、极点,并不断观察系统的幅值裕量和相位裕量的数值变化情况,直到这些数值基本满足控制系统的设计要求为止,这时在/CurrentCompensa-tor0区所显示的传递函数就是补偿器的传递函数。本例的补偿器的零点为-0.15、-0.7,极点为-0.0015、-7,得到的图1sisotool实现补偿器设计的系统结构图幅值裕量为16.9dB,相位裕量为55.2deg,满足系统的设计要求,如图4(b)所示。这样就完成了系统的补偿器的设计收稿日
7、期:2006-10-12工作。到此,只体现了sisotool工具箱易用性的一个方面。作者简介:王晓东(1978)),男,辽宁本溪人,辽宁科技学院另外,单击菜单tools项,从下拉的菜单项中选择loopre-实习厂.sponses/closed-loopstep,从弹出的LTIViewerforSISODe-4辽宁科技学院学报第8卷signTool窗口中,还可以看到绘制该系统的阶跃响应曲线。在图像上单击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选择character-is
