连续控制系统的计算机辅助设计

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1、日子技术Bode(sysl，⋯，sysN，∞)用于在给定的频率连续控制系统的计算机范围m绘制多个系统频率特性曲线。2．3挖制系统Nyquist~的绘制Nyquistfl@轨迹即为频率特性。辅助设计频率特性G(jm)是频率的复变函数，町以在复而上Hj·个矢量柬表；。该矢量的幅值A(∞)=lG(j∞)，相角(0¨=一t。当频率∞从郭磊大庆油田供水公司二分公司O变化时，G(jm)通过幅频特性及相频特一连续控制系统计算机辅助设计的概述制系统的位阶跃响应。性表示在极坐标中的形，称为Nyquist[~。、控制系统的设计有两种方法：古

2、典控制理论1．4连续控制系统对任意输入的响应用lsimNyquist(sys)；Nyquist(sys，t．0)；设计方法和现代控制理论设计方法。MATLAB对命令来实现。MATLAB中，频率范围∽可由两个函数给两种方法都提供了相应的支持，并且可以方便的lsim(sys，u，t)lsim(sysl，sys2⋯，u，t)定：logspace(∞】，∞，N)产生频率在cI)l和∞之间相互转换。对于一个实际的系统，我们可以设计2、闭环系统的阻尼系数和固有频率N个对数分布频率点；linspace(∞，∞，N)产生频许多不同的模型

3、。本篇论文主要研究论述连续控damp命令用来计算闭环系统所有共轭极点的率存和m，之1f1]N个线性分的频率点；N可以制系统的相关问题。连续控制系统的分析与设计阻尼系数‘和固有频率。缺，古。关键在于如何建立数学模型。连续控制系统的频域分析2．4控制系统Nichols图的绘制l、控制系统的时域模型系统的时域分析是分析系统的直接方法，比Nichols图，即对数幅相图采用直角标系，d“II)十d．J1(，)++dcIr【，)=bu【，)十l’()十qI“(，)．较直观，但离开计算机仿真，分析高阶系统是困其【}l取幅频特性fG(j

4、∽)I的对数201oglG(ju))j其中，y和U分别为系统的输入与输出，a难的。为纵坐标，何为dB，线性分度；取相频特性做与b．分别表示输入和输出各导数项系数。2．1频率响应和频率特性横坐杯，位为度，线性分度。2、系统的传递函数模型：根据微分方程解的理论，系统的稳态输出仍Nichols(sys)Nichols(sys，∞)传递函数是经典控制理沦描述系统数学模型然为与输入信号同频率的正弦信号，只是其幅值函数nichols(sys)用于计算LTI系统的频率的一种方法，它表达_r系统输入量和输出量之间和相位发生了变化。输出幅

5、值正比于输入的幅值响应井绘~lJNichols图，分析系统的开环和闭环特的关系。它只和系统本身的结构、特性和参数有x，而且是输入正弦频率t．0的函数。输出的相位与性。关，而与输入量的变化无关。X．无关，只与输入信号产生一个柏位差而且也是幅值裕度和相角裕度对于一个SISO连续系统，连续系统的传递函输入信号的函数。即线性系统的稳态输是：存频域分析中，幅值裕度和相角裕度是反映系数为：(，)=)(∞)sin[mr+中((I】)]统的性能指标。MATLAB提供了得出幅值裕度和u”J：尘⋯生一0^频率特性是传递函数的一种特殊形式。任

6、何相角裕度的命令margin。3、控制系统模型的建立线性连续时间系统的频率特性部可以南系统传递margin(G)【Gm，Pm，Wcg，Wcp]=margin(G)如果要分析一个系统，首先需要建立系统模函数中的sm代替而求的。频率特性图示法2．5连续控制系统的根轨迹设”型。在经典控制论中，常图示法来描述系统的经典控制系统经常用传递函数来描述，系parallel()数是系统的并联连接。此函数按频率特性，他们足：统发计什侄借助干系统频率特十牛，根轨迹法是最并联方式连接两个状态空间系统，适合连续时间(1)幅相频特性一Nyquis

7、t图，CO由常用的方法。本节将就连续控市jJ系统的根轨迹方系统和离散时间系统。serise()函数的功能是系统0一OO表示极坐标上的G(jfi0)的幅值和相角的的程，根轨迹图的绘制以及根轨迹在MATAIABf}J的串联连接。feedback()函数的功能是把l曲个系统关系。的灾现来分忻连续控制系统的根轨迹设计。的反馈连接。(2)对数幅相特性Bode有两个罔组成对2．5．1根轨迹方程4、控制系统的模型转换数幅频特性图和对数相频设计图。控制系统的动态特性和稳定性都是由闭环极MATLAB为我们提供了十分简单的模型转换(3)对数

8、幅相特性Nichols图，它是以∽点束决定的。此在分析系统时，需要确定闭坏方式。函数tf，zpk，SS不仅用于系统模型的建立，为参变量来表示对数幅值和相角MATIABf：具箱枞点住s下面I的分，而f￡设¨系统时，则希望也可用于模型形式之问的转换。中的函数町以轻松实现绘制。按性能指标要求将系统环极点设置S半匠的期二、连