实验四控制系统校正设计

实验四控制系统校正设计一、实验目的1、学习结构图编程，掌握结构图s文件的设计方法。2、对于给定的控制系统，设计满足频域性能指标的超前校正装置，并能通过仿真结果验证校正设计的准确性。二、实验设备PC机，MATLAB仿真软件。三、实验内容被控对象sssGp28.010)(，运用串联校正方法，设计控制器，使系统的性能满足要求。四、实验步骤1、作原系统的bode图，求出静态误差系数0vK，相位裕度0c和穿越频率0c。程序如下：clcclearcloseallnum=[10];den=[0.810];figure(1)margin(num,den)[mg,pc,wg,wc]=margin(num,den)+-校正ss28.010阶跃信号静态误差系数0vK=∞；相位裕度为0c=-160°+180°=20°；穿越频率为0c=3.51rad/sec。2、作时域仿真，求出阶跃响应曲线，记录未校正系统的时域性能超调量σ％和调节时间ts,并记录下所选择的参数。ans=0000.250000.500000.750001.00000.33101.25000.99361.50001.48241.75001.53682.00001.23922.25000.87122.50000.68292.75000.74453.00000.95013.25001.13193.50001.18203.75001.10434.00000.98194.25000.90384.50000.90714.75000.96795.00001.03265.25001.05945.50001.04175.75001.00256.00000.97236.25000.96766.50000.98456.75001.00667.00001.01867.25001.01577.50001.00377.75000.99268.00000.98918.25000.99348.50001.00078.75001.00569.00001.00579.25001.00219.50000.99829.75000.996510.0000答：超调量σ%为53.68%；调节时间ts为6.75s。3、设计超前校正装Gc(s)=11.014.0ss,实现开环频率特性以下指标，即sradKccv/4451004、按照超前校正装置Gc(s)=11.014.0ss修改参数，进行新的时域仿真，作出阶跃响应曲线，记录校正后系统的时域性能指标σ％和ts。答：ans=0000.250000.500000.750001.00000.70521.25001.18071.50001.15631.75001.04702.00001.00162.25000.99742.50001.00042.75001.00123.00001.00063.25001.00013.50001.00003.75001.00004.00001.00004.25001.00004.50001.00004.75001.00005.00001.00005.25001.00005.50001.00005.75001.00006.00001.00006.25001.00006.50001.00006.75001.00007.00001.00007.25001.00007.50001.00007.75001.00008.00001.00008.25001.00008.50001.00008.75001.00009.00001.00009.25001.00009.50001.00009.75001.000010.0000由运行结果可知：超调量σ％=18.07％调节时间ts（2％）=2.25s五、预习要求1、仔细阅读实验指导书。2、预习相关控制理论知识。3、完成相关仿真程序的书面设计。4、有条件的可提前上机练习。六、实验报告要求1、作超前校正装置Gc(s)的bode图。2.、分析超前校正装置的校正作用特点。答：超前网络对中频信号有明显微分作用在该频率范围内，输出信号的相角超前于输入信号的相角。并且具有相位超前作用，使得系统更快稳定。超前校正可以加快系统的反应时间即减小调节时间，使得超调量减少。3、讨论超前校正装置对于阶跃响应过渡时间ts的影响。答：超前校正装置可以加快系统的反应时间即减短过渡时间，动态性能得到明显改善。超调量减小。