maab实验九控制系统的PI校正设计及仿真.docx

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1、实验九控制系统的PI校正设计及仿真一、实验目的1.应用频率综合法对系统进行PI校正综合设计；2.学习用MATLAB对系统性能进行仿真设计、分析;乙实验设计原理与步骤1•设计原理滞后校正(亦称PI校正)的传递函数为:Gc(S)Ts1Ts1(1)其对数频率特性如图9-1所示，参数表征滞后校正的强度。Xi1■■■ae~a图9-1PI校正阿络频率特性图2•设计步骤基于频率法的综合滞后校正的步骤是：(1)根据静态指标要求，确定开环比例系数K，并按已确定的K画出系统固有部分的Bode图；(2)根据动态指标要

2、求试选c，从Bode图上求出试选的c点的相角，判断是否满足相位裕度的要求(注意计入滞后校正带来的5°~12°的滞后量)，如果满足，转下一步。否则，如果允许降低c,就适当重选较低的(3)从图上求出系统固有部分在c点的开环增益Lg(c)°如果Lg(c)>0令Lg(c)=20lg，求出，就是滞后校正的强度，如果Lg(Q〈0，则无须校正，且可将开环比例系数提高。(4)选择—(1~丄)C，进而确定T510(5)画出校正后系统的Bode图，校核相位裕量。滞后校正的主要作用是降低中频段和高频段的开环增益，但同

3、时使低频段的开环增益不受影响，从而达到兼顾静态性能与稳定性。它的副作用是会在c点产生一定的相角滞后。、实验内容练习9-1设系统原有开环传递函数为:Gg(S)系统的相位裕度丫系统的开环比例系数截止频率为c=0•KS(S1)(0.5S1)400K=5S-15S-1要求:(1)用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器;(2)画出校正前后的Bode图(3)用Simulink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。u

4、-1=L員_J就三亠BL二4-ssirT-i-LiiII』L.ill旷——1'ST时1zrsw«■TT'iJr*Inr・Er+小—丁d■rnn■44r-i初mh~e・nrnha・L1口>口4fb"-ioLV-■uA-nAvcI*aaii1cEMc巳dirvjewSunuiLattoDFormatloolsiJ31J;-Htl-»■J3H4J-.--JJ_■H■-+J!1J«l-n1BliA-KJXis丄■三-*工工丿JJ-96-1r»r»drL-dLI11JkL±LILl=—用…宙——■_—L

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7、ReadyStep-indo*l!jicxmk0=5;n1=1;d仁conv(conv([1,0],[1,1]),[1]);w=logspace(-1,3,1000);sope=tf(kO*n1,d1);figure(1)margin(sope);gridonwc=;num={1};den={1};na=polyval(num,j*wc);da=polyval(den,j*wc);g=na/da;g仁abs(g);h=2

8、0*log10(g1);beta=10A(h/20);t=10/wc;bt=beta*t;gc=tf([t,1],[bt,1])sys仁sope*gc[mag1,phase1,w]=bode(sys1,w);[gm1,pm1,wcg1,wcp1]=margin(mag1,phase1,w);figure(2)margin(sys1);gridon;滞后：20s+1练习9-2设被控对象开环传递函数为:Gg(S)10S(S5)系统的相位裕度丫40°系统斜坡输入稳态误差ess=0.05；截止频率为c=

9、21/S要求:(1)用频率法设计满足上述要求的串联滞后校正控制器;(2)画出校正前后的Bode图；(3)用Simulink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。•■No・t40<50IooIgWirxlov^so.40-sos^£Olmcjr■nr»«l«Br*vflacauMncyQdwinsertI.00I&WindowLl^lpGI4*47/QQCtacxieDiAgratr*Frequency(rxi/“GMeEditViewsimulationForr^at

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