完整版(2022年)用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计课程设计说明书.docx
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1、完整版(2022年)用MATLABe行控制系统的滞后校正设计初始条件:已知一单位反馈系统的开环传递函数是=-yGKs(10.1s)(10.2s)要求系统的静态速度误差系数Kv100S1,40o要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)用MATLA酢出满足初始条件的K值的系统伯德图,计算系统的幅值裕量和相位裕量。0)系统前向通路中插入一相位滞后校正,确定校正网络的传递函数,并用MATLAB进行验证。0)用MATLA画出未校正和已校正系合;的根轨迹。)课程设计说明书中要求写清楚计算,分析的过程,列出MATLAB程序和MATLA的出。说明书的格式按照电k务处标准
2、书写。时间安排:任务审题、查阅相关资料分析、计算时间(天)11.5编写程序1指导教师签名:撰写报告论文答辩0.5系主任(或责任教师)签名:用MATLA6S行控制系统的滞后校正设计1滞后校正特性及校正方法1.1滞后校正特性滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为GKS)的校正装置来校正控制系统,GKS)的表达式如下所示。rzx1aTs.GMS),a11 Ts其中,参数a、T可调。滞后校正的高频段是负增益,因此,滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用,增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性,降低系统的截止频率,提高系统的相位裕度,以改善系统的暂态性能。滞后校正的基本原理是利
3、用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降,从而使系统获得足够的相位裕度。或者,是利用滞后网络的低通滤波特性,使低频信号有较高的增益,从而提高了系统的稳态精度。可以说,滞后校正在保持暂态性能不变的基础上,提高开环增益。也可以等价地说滞后校正可以补偿因开环增益提高而发生的暂态性能的变化。1.2滞后校正设计的一般步骤与方法)按稳态性能指标要求的开环放大系数绘制未校正系统的伯德图。如果未校正系统需要补偿的相角较大,或者在截止频率附近相角变化大,具有这样特性的系统一般可以考虑用滞后校正。0在未校正系统的伯德图上找出相角为-(180)的频率作为校正后+=WC系统的截止频率Wc,其中为要求的相位裕度,
4、为补偿滞后校正在产生的相位滞后,一般取5010。gg的选取:是为了补偿滞后校正的相位滞后的,一般限制滞后校正的滞oo后相角小于10,所以可以取小于10的值。应取二个尽量小,但又能补偿滞WcwcWc后校正在处的滞后相角的值。一般,若较大,可取小一些。反之,若小,则取大一些。(3)在未校正系统的伯德图上量取量取L(W)(或由20lg|G(jw)求取)=0C0C的分贝值,并令20lgjw;)20kJ,由此确定参数3(3pn 第S-100-90-135-180-225-270Frequency (rad/sec)图1校正前系统的伯德图由图可以看出幅值域度h=-16.5dB和相角裕度-404都小于零,系
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