1,系统的相角裕量450,校正后的剪切频率C15rads。
2、设计与分析
(详细介绍系统各功能块的选择、设计及工作原理分析、仿真,并介绍有关参数的计算及选择等,要求有原理图和结果图。)1滞后超前校正设计原理滞后超前校正RC网络电路图如图1所示。
图1滞后超前校正RC网络
f下面推导它的传递函数:
Gcs
Ms1EsR11sC1R21sC2R1sC1
T1
R2
1sC2
1R1C1s1R2C2s1R1C1R2C2R1C2sR1C1R2C2s2
令T1R1C1T2R2C2
T2R1C1R2C2R1C21,则
Gcs
1T1s1T2s
T11s1T2s
其中T1为超前部分的参数,T2为滞后部分的参数。滞后超前校正的频域设计实际是超前校正和滞后校正频域法设计的综合,基本方法是利用滞后校正将系统校正后的穿越频率调整到超前部分的最大相角处的频率。具体方法是先合理地选择截止频率c,先设计滞后校正部分,再根据已经选定的设计超前部分。应用频率法确定滞后超前校正参数的步骤:1、根据稳态性能指标,绘制未校正系统的伯德图;2、选择校正后的截止频率c;3、确定校正参数;4、确定滞后部分的参数T2;5、确定超前部分的参数T1;6、将滞后部分和超前部分的传递函数组合在一起,即得滞后超前校正的传递函数;7、绘制校正后的伯德图,检验性能指标。
2滞后超前校正的设计过程
f21校正前系统的参数根据初始条件,调整开环传递函数:
Gs05Ks1s105s
当系统的静态速度误差系数Kv10S1时,05KKv。则
K20s1
满足初始条件的最小K值时的开环传递函数为
Gs10s1s105s
211用MATLAB绘制校正前系统的伯德图程序:
um10de
051510bode
umde
grid
得到的伯德图如图2所示。
f图2校正前系统的伯德图212用MATLAB求校正前系统的幅值裕量和相位裕量用命令margi
G可以绘制出G的伯德图,并标出幅值裕量、相位裕量和对应的频率。用函数kgrwgwcmargi
G可以求出G的幅值裕量、相位裕量和幅值穿越频率。程序:
um10de
051510Gtf
umde
margi
Gkgrwgwcmargi
G得到的幅值裕量和相位裕量如图3所示。
f图3校正前系统的幅值裕量和相位裕量运行结果:kg03000wg14142r280814wc24253
即幅值裕量h20lg03105dB,相位裕量280814o。213用MATLAB绘制校正前系统的根轨迹MATLAB中专门提供了绘制根轨迹的r