自动控制原理A(2)课外作业
已知单位反馈控制系统如图所示,其中G0(s)?K。s(s?1)要求:1、
试用频率法设计串联超前校正网络Gc(s),满足:单位斜坡输入时,位置输出稳态误差ess?1,开环截止频率16??c???7.5rad/s,相角裕度????45,请写出校正具体步骤;
2、
用MATLAB画出校正前系统、校正装置和校正后系统的Bode图;3、
用MATLAB绘制校正前和校正后系统的单位阶跃响应图,并分析两个系统不同的动态性能指标(超调量、调节时间等)。4、
如果在Gc(s)前的前向通路中加入一个周期为T的理想采样开关构成采样闭环控制系统,试用MATLAB绘制:当采样周期T分别取0.01, 0.1, 1, 10时,采样控制系统的单位阶跃响应,并与未加采样开关时的连续系统的单位阶跃响应比较,分析采样器及采样周期的大小对系统性能的影响。
百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳,省得麻烦迫解:单位斜坡输入时,位置稳态误差ess?1k?116,k?16。待校正网络的截止频率?c'?4rads,相角裕度??180??90??arctan??c'??14?。待校正网络的开环对数幅频和相频曲线如图:
Bode Diagram50Magnitude (dB)Phase (deg)0-50-90-135-18010-210-110Frequency (Hz)0101Matlab程序:G=zpk([ ],[0 -1],16);bode(G);grid超前校正网络Gc?s??1?aTs,取校正后系统的截止频率1?Ts?m??c''?7.5rads。L0??m??T?116??10lga,得出a?12.36。由
?m??m1?0.47s,转折频率
1?0.038s?ma得T?0.038,所以Gc?s???1?11?2.13,?2??26.32。超前校正网络的开环伯德图如图:aTTBode Diagram2520Magnitude (dB)Phase (deg)1510506030百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳,省得麻烦迫10-2010-1100101102Frequency (Hz)Matlab程序:num=[0.47 1];
den=[0.038 1];G1=tf(num,den);bode(G1);grid
校正后系统的开环传递函数G?s???m?arcsin16?0.47s?1?'',?c?7.5rads,
s?0.038s?1??s?1?a?1?c''??180??90??arctan??c''??7.59?,相角裕度?58.24?,??a?1?''??m????c''??65.83?。校正后系统的开环伯德图如图:
Bode Diagram50Magnitude (dB)Phase (deg)0-50-100-90-135-18010-210-1100101102Frequency (Hz)Matlab程序:num=[7.52 16];
den=[0.038 1.038 1 0];G2=tf(num,den);bode(G2);grid
待校正系统,超前网络,校正后系统的Matlab程序:hold on
G=zpk([ ],[0 -1],16);bode(G);
num2=[7.52 16];
den2=[0.038 1.038 1 0];G2=tf(num2,den2);
bode(G2);百度文库爱是看得见萨科技的沃尔克我去额咳咳,省得麻烦迫