基于MATLAB的串联超前校正设计.pptVIP

校正器对数幅频曲线有正斜率：即幅频曲线的渐近线与横坐标夹角的正切值大于零。相频曲线具有正相移：相频曲线的相角值大于零传递函数模型tf（num，den）函数tf()：建立或转换控制系统的传递函数模型Sys=tf(num,den)%生成传递函数模型sys对于单输入单输出系统：num和den分别为传递函数的分子向量和分母向量。Conv(a,b)函数只能得到两个向量的a和b的卷积，但conv(a,b)函数可以嵌套使用Bode()绘制系统的Bode图Margin()求系统的幅值稳定裕度和相位稳定裕度的函数及对应的角频率Step(sys)单位阶跃响应曲线sys=feedback(sys1,sys2,sign)对于SISO系统单输入单输出系统（简称SISO），，sys1表示前向通道传函。sys2表示反馈通道,sign=1,正反馈.sign=-1,负反馈(默认值,可省略)s1=tf(k0*n1,d1);【Gc】=Leadc(key,sope,var)是一个求串联超前校正器传递函数的函数。Key=1时，var=gama(相角稳定裕度）Key=2时，var=wc（校正后的剪切频率)Key=3时，var(1)=gama,var(2)=wc，要求校正后的相角稳定裕度和剪切频率基于MATLAB的串联超前校正设计姓名：学号：专业：指导教师：1引言2串联超前校正设计的概念

01超前校正设计：是指利用校正器对对数幅频曲线有正斜率的区段及其相频曲线具有正相移区段的系统校正设计。突出特点：校正后系统的剪切频率比校正前的大，系统的快速性能得到提高。适用范围：要求稳定性好，超调小及动态过程响应快的系统被经常采用。02033串联校正的基本思路0504020301基本思路：通过所加校正装置，改变系统开环频率特性的形状，即要求校正后系统的开环频率特性具有如下特点：串联超前校正（基于频率响应法）?中频段的幅频特性的斜率为-20dB/dec,并具有较宽的频带，这一要求是为了系统具有满意的动态性能；?高频段要求幅值迅速衰减，以较少噪声的影响。?低频段的满足稳态精度的要求；基本原理利用超前校正网络的相位超前特性来增大系统的相位裕量，以达到改善系统瞬态响应的目的。01为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的截止频率（剪切频率）处。024串联超前校正方法步骤串联超前校正方法步骤

假设未校正系统的开环传递函数为G0(s)，系统校正后的稳态误差、开环截止频率、相角裕度和幅值裕度指标分别为ess、ωc、γ和Lg。用频率特性法设计超前校正网络的一般步骤归纳如下：根据给定性能指标稳态误差ess的要求，确定系统的开环增益K。根据已确定的开环增益K，绘出未校正系统的对数幅频特性曲线，并求出开环截止频率ωc0和相角裕度γ0。当ωc0ωc、γ0γ时可以考虑用超前校正。根据给定的相位裕度γ，计算校正装置所提供的最大相角超前量，即φm=γ-γ0+(5°~15°)式中(5°~15°)，是用于补偿引入超前校正装置开环截止频率增大所导致的校正前系统的相角裕度的损失量。根据所确定的最大超前相角φm，按照下面的式子求出相应的α值，即01选定校正后系统的截止频率ωc。将对应最大超前相位角φm的频率ωm作为校正后新的对数幅频特性的剪切频率ωc，即令ωc=ωm，利用作图法可以求出ωm，因为校正装置在ωc=ωm时的幅值为10lgα。所以可知在未校正系统的L0(ω)曲线上的开环截止频率ωc0的右侧距横轴-10lgα处即为新的开环截止频率ωc的对应点。02可以作一离横轴为-10lgα的平行线，从此线与原L0(ω)线的交点作垂直线至横轴，即可求得ωm，或者根据-L0(ωc)=Lc(ωm)=10lgα，计算出ωc的值。求出超前校正装置的另一个参数T。因为 ，所以。由此也可以确定校正网络的转折频率ω1和ω2，即确定校正装置的频率特性为(串联增益补偿器Kc=α) 或校正装置的传递函数为验算。写出校正后系统的开环传递函数，即01画出校正后系统的伯德图，检验已校正系统的性能指标是否满足设计要求。若不满足，返回步骤(3)，另选ωm值，一般是适当增加相角补偿量，再按照上述步骤重新设计，直到已校正系统满足全部性能指标。025实例1实例：已知单位负反馈系统被控对象的传递函数为：2试用bode图设计方法对系统进行超前串联校正设计，使之满足：4系统校正后，相角稳定裕度γ有：40°γ50°。3在斜坡信号r(t)=v0t作用下，系统的稳态误差ess=0.001v0;解 ：根据自动控制理论与题意，本题给定系统为I型，在斜坡信