实验三、超前-滞后校正。陈院梅1262.docx

控制系统计算机辅助设计-实验报告-昆明理工大学自动化系 班级： 学号 PAGE  PAGE 10 实 验 报 告 学号：201110401262　　姓名：陈院梅 　　　成绩：　　　　　　 实验名称：频率法串联校正 实验目的： (1) 理解串联超前校正、串联滞后校正、串联超前-滞后校正的作用。 (2) 掌握串联超前校正、串联滞后校正、串联超前-滞后校正的用途。 (3) 熟悉频率法校正的方法和过程。 (4) 熟悉利用matlab进行计算机辅助设计和分析的方法。 实验要求： (1) 一人一机，独立完成实验内容 。 (2) 根据实验结果完成实验报告，并用A4纸打印后上交。 时间：2013年11月21日 地点：信自楼234 实验报告： 一、设一单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为：，试设计一个串联超前校正装置。 要求：①相角裕度≥45。； ②当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess≤0.04； ③取C=1μF时，确定该串联超前校正装置的元件数据，并画出该装置的结构图； ④绘制出校正后系统和未校正系统的Bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。 (提示：稳态误差ess≤0.04 — 取kv=1/ess=25，k0=8000 ) 程序： 校正前开环频率特性 程序：num=8000;den=conv([1,0],conv([1,4],[1,80])); G=tf(num,den);margin(G) 校正后： 程序： num=8000;den=conv([1,0],conv([1,4],[1,80])); G=tf(num,den);margin(G); [Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G); w=0.01:0.01:1000; [mag,phase]=bode(G,w);magdb=20*log10(mag); phlim1=45,deta=8 phlim=phlim1-Pm+deta; bita=(1-sin(phlim*pi/180))/(1+sin(phlim*pi/180)); n=find(magdb+10*log10(1/bita)=0.001); wc=n(1); w1=(wc/10)*sqrt(bita);w2=(wc/10)/sqrt(bita); numc=[1/w1,1];denc=[1/w2,1]; Gc=tf(numc,denc); GmdB=20*log10(Gm); GcG=Gc*G;[Gmc,Pmc,wcgc,wcpc]=margin(GcG); GmcdB=20*log10(Gmc); disp(未校正系统的开环传递函数和频率响应参数：h,γ,wc) G,[GmdB,Pm,Wcp], disp(校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数) Gc,GcG, disp(校正后系统的频域响应参数h,γ,wc ) [GmcdB,Pmc,wcpc], disp(校正装置的参数T和β值：T, β) T=1/w1;[T,bita], bode(G,GcG);figure(2);margin(GcG) 运行结果： phlim1 = 45 deta =8 未校正系统的开环传递函数和频域响应参数：h,γ,wc G = 8000 s^3 + 84 s^2 + 320 s Continuous-time transfer function. ans = 10.5268 15.8578 9.5715 校正装置传递函数和校正后系统频域响应参数：h,γ,wc Gc = 0.01458 s + 1 0.003602 s + 1 Continuous-time transfer function. GcG = 116.6 s + 8000 0.003602 s^4 + 1.303 s^3 + 85.15 s^2 + 320 s Continuous-time transfer function. 校正后系统频域响应参数：h,γ,wc ans = 25.6137 21.7234 9.6185 校正装置的参数T和β的值:T,β ans = 0.0146 0.2470 曲线： 串联超前校正前 串联超前校正后 校正前与校正后 结果分析： 由图可见，未校正系统幅值裕度为10.5db，对应的频率为17.9rad/s相角裕度为15.9db相应的频率为9.57rad/s。相角裕度离要求甚远。 校正后系统幅值裕度为25.6db，对应的频率为44.2rad/s相角裕度为4