- 1、本文档共44页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
零极点对系统性能的影响分析_课程设计
设计任务书
学生姓名: 梅浪奇 专业班级: 自动化1002班
指导教师: 肖纯 工作单位: 自动化学院
题 目: 零极点对系统性能的影响分析
初始条件:
系统开环传递函数为或,其中G1(s)是在阻尼系数的归一化二阶系统的传递函数上增加了一个零点得到的,G2(s)是在阻尼系数的归一化二阶系统的传递函数上增加了一个极点得到的。
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)
当开环传递函数为G1(s)时,绘制系统的根轨迹和奈奎斯特曲线;
当开环传递函数为G1(s)时,a分别取0.01,1,100时,用Matlab计算系统阶跃响应的超调量和系统频率响应的谐振峰值,并分析两者的关系;
画出(2)中各a值的波特图;
当开环传递函数为G2(s)时,绘制系统的根轨迹和奈奎斯特曲线;
当开环传递函数为G2(s)时,p分别取0.01,1,100时,绘制不同p值时的波特图;
对比增加极点后系统带宽和原二阶系统的带宽,分析增加极点对系统带宽的影响;
用Matlab画出上述每种情况的在单位反馈时对单位阶跃输入的响应;
对上述任务写出完整的课程设计说明书,说明书中必须写清楚分析计算的过程,并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型,说明书的格式按照教务处标准书写。
时间安排:
任务 时间(天) 指导老师下达任务书,审题、查阅相关资料 2 分析、计算 2 编写程序 1 撰写报告 2 论文答辩 1
指导教师签名: 年 月 日
系主任(或责任教师)签名: 年 月 日
目 录
1综述 1
2增加零极点对系统稳定性的影响 1
2.1增加零点对系统稳定性的影响 2
2.1.1开环传递函数G1(s)的根轨迹曲线 2
2.1.2开环传递函数G1(s)的奈奎斯特曲线 3
2.2增加极点对系统稳定性的影响 3
2.2.1开环传递函数G2(s)的根轨迹曲线 3
2.2.2开环传递函数G2(s)的奈奎斯特曲线 5
3增加零极点对系统暂态性能的影响 7
3.1增加零点对系统暂态性能的影响 7
3.1.1零点a=0.01时的阶跃响应和伯德图 7
3.1.2零点a= 1时的阶跃响应和伯德图 9
3.1.3零点a= 100时的阶跃响应和伯德图 10
3.1.4原系统的阶跃响应和伯德图 12
3.1.5综合分析 13
3.2增加极点对系统暂态性能的影响 14
3.2.1极点p=0.01时的阶跃响应和伯德图 14
3.2.2极点p=1时的阶跃响应和伯德图 15
3.2.3极点p=100时的阶跃响应和伯德图 17
3.2.4综合分析 18
4增加零极点对系统稳态性能的影响 19
4.1增加的零极点在s的左半平面 19
4.2增加的零极点在s的虚轴上 23
5设计心得体会 26
6参考文献 27
附录1:课程设计中所用到的程序 28
附录2:本科生课程设计成绩评定表 40
零极点对系统性能的影响分析
1综述
在自动控制系统中,对系统各项性能如稳定性,动态性能和稳态性能等有一定的要求,稳定性是控制系统的本质,指的是控制系统偏离平衡状态后自动恢复到平衡状态的能力。系统动态性能是在零初始条件下通过阶跃响应来定义的,对于稳定的系统,动态性能一般指系统的超调量、超调时间、上升时间、调整时间,描述的是系统的最大偏差以及反应的快速性;稳态性能指的是系统的稳态误差,描述的是系统的控制精度。
在本文中,采用增加零极点并变化其值的思路,从时域和频域两个方面来研究高阶系统的各项性能指标,并借助工程软件matlab通过编程来绘制系统的根轨迹曲线、奈奎斯特曲线,阶跃响应曲线以及波特图曲线,研究系统的零极点对系统性能的影响。
2增加零极点对系统稳定性的影响
线性定常系统稳定的充分必要条件:闭环系统特征方程的所有根都具有负实部,或者说闭环传递函数的所有极点均位于为S平面的左半部分(不包括虚轴)。
由于此处讨论的是开环零极点对系统稳定性的影响,而闭环传递函数的特征方程不易求出,在时域中直接分析较为困难。相比之下,以开环零极点作为研究对象的根轨迹法和频域法则更显优势。基于这层考虑,本节主要通过根轨迹法和频域法分析增加零极点对系统稳定性的影响。
设系统开环传递函数分别为和,其中G1(s)和G2(s)分别是在阻尼系数的归一化二阶系统的传递函数上增加了一个零点或极点的结果。下面将首先通过根轨迹法对和的稳定性进行分析,接着在频域中通过奈奎斯特曲线对得出的
文档评论(0)