控制系统MATLAB仿真作业学习资料.doc

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1、控制系统MATLAB仿真作业精品文档控制系统仿真学生姓名：学号：院（系）：班级：任课教师：2010年月日收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档一两输入两输出系统选择适当的参数，用PID调节器及Smith预估器控制大滞后系统,设计一个两输入两输出系统，并用MATLAB仿真，在20%范围内改变参数，研究其性质。系统矩阵如下：要求满足≥10;≥5【一】结构图如下：设置参数如下:取K12=6,T12=1.5,τ12=30且保持不变收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档K21=5,T21=1.2,τ21=30其PID函数为：

2、1.G1（s）=0.05（1+1／30s+5s／0.5s+1）)2.G2（s）=0.05（1+1／30s+5s／0.5s+1）)Y1,Y2输出波形如下：【二】20%范围内改变参数，研究其性质（1）其他值保持不变，T11τ11增加，即：T12=2,τ12=50；T21=1.2,τ21=30此时：Y1,Y2输出波形如下：（2）其他值保持不变，T11τ11减小，即：T12=1,τ12=10；T21=1.2,τ21=30此时：Y1,Y2输出波形如下：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档（3）其他值保持不变，T22τ22增加，即

3、：T12=1.5,τ12=30；T21=2,τ21=50此时：Y1,Y2输出波形如下：（4）其他值保持不变，T22τ22减小，即：T12=1.5,τ12=30；T21=1,τ21=10此时：Y1,Y2输出波形如下：收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档分析总结：借助MATLAB软件我们可以轻易的模拟大滞后系统,对其进行控制仿真,Smith预估器的基本原理就是预先估计出过程在基本扰动下的动态特性,然后由预估器进行补偿力图使被延迟了τ的被调量超前反映的调节器,使调节器提前动作,从而明显的减小超调量和加速调节过程。二双闭环直流

4、调速系统1转速、电流双闭环控制系统双闭环直流调速系统动态结构图收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档在转速环、电流环的反馈通道和输入端增加了转速滤波、电流滤波和给定滤波环节。因为电流检测信号中常含有交流成分，须加低通滤波，其滤波时间常数按需要而定。滤波环节可以抑制检测信号中的交流分量，但同时也个反馈检测信号带来延迟。所以在给定信号通道中加入一个给定滤波环节，使给定信号与反馈信号同步，并可使设计简化。由测速发电机得到的转速反馈电压含有电机的换向纹波，因此也需要滤波，其时间常数用表示。2.双闭环直流调速系统计算某晶闸管供电的

5、双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式全控整流电路，基本数据如下：1.直流电动机：、、，，允许过载倍数λ=1.5；2.晶闸管装置放大系数：；3.电枢回路总电阻：R=0.5Ω；4.时间常数：Tl=0.05s，Tm=0.3s;5.电流反馈系数：；6.转速反馈系数：。设计要求：①静态指标：无静差；②动态指标：电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量。（一）电流环的设计1.确定时间常数（1）整流装置滞后时间常数。三相桥式电路的平均失控时间；（2）电流滤波时间常数。三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms，为了基本滤平波头，应有，

6、因此取；收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档（3）电流环小时间常数。按小时间常数近似处理，取。2.确定将电流环设计成何种典型系统根据设计要求，而且，电流环典Ⅰ型系统3.电流调节器的结构选择;PI型，其传递函数为：4.选择电流调节器参数ACR超前时间常数：；电流环开环增益：故应取，因此于是，ACR的比例系数为Ki=KIτiR/Ksβ=(135.10.050.5)/(400.05)=1.689Ki/τi=1.689/0.05=33.78（二）转速环的设计1.确定时间常数（1）电流环等效时间常数为；（2）取=0.02；（3）

7、按小时间常数近似处理，取=0.0074+0.02=0.00274。2.转速调节器的结构选择：PI型，其传递函数为：。3.选择转速调节器参数取h=5，则ASR超前时间常数：τn=h=50.00274=0.137s转速开环增益：KN=h+1/2h2T2Σn2=159.84s-1；于是ASR的比例系数为：Kn=(h+1)βCeTm/2hαRTΣn=12.388Kn/τn=90.4233双闭环调速系统在Simulink环境下的仿真基于电气原理图的双闭环直流调速控制系统仿真模型如图所示。仿真算法为ode23s，Starttime设为0，

8、Stoptime设为2.5。仿真波形如所示。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档电流环的仿真模型直流电动机双闭环控制系统的仿真结构图转速环空载高速起动波形图收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档转速环满载高速起动波形图转速环抗扰波形图4分析一般来说，我们总希望在