实验四Word下载.docx

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step（T）

7-3

2、已知原系统的开环传递函数为100/（s（0.04s+1））,试求；

（1）绘制原系统的BODE图，标出相位裕度及增益裕度；

（2）现引入超前校正装置G0（S）=0.0262s+1/0.0106s+1，绘制校正后系统的BODE图，并与原系统的BODE图进行比较。

（3）绘制校正前后的阶跃响应曲线并进行比较。

G0=tf（100,[0.04,1,0]）;

[Gm0,Pm0,Wcg0,Wcp0]=margin（G0）;

Gc=tf（[0.0262,1],[0.0106,1]）;

G=Gc*G0;

[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin（G）;

bode（G0,G）;

gridon

T0=feedback（G0,1）;

figure

step（T0,T）;

Gm0=

Inf

Pm0=

28.0243

Wcg0=

Wcp0=

46.9701

Gm=

Pm=

47.5917

Wcg=

Wcp=

60.3251

7-8

7-12

已知被控对象传递函数为G（s）=1/（S+1）（2S+1）（5S+1）（10S+1）

试用Z-N两种整定方法确定PID控制器的参数，并绘制阶跃响应曲线。

输入MATLAB语句：

G=tf（1,conv（[11],conv（[21],conv（[51],[101]））））;

step（G）

得开环阶跃响应曲线如图7-24所示。

根据开环阶跃响应曲线，可以近似的取K=1，T=4.05，T=26.9-4.05=22.85作为带有延迟的一阶环节模型。

G1=tf（1,conv（[11],conv（[21],conv（[51],[101]））））;

kc=7.689;

G=feedback（G1*kc,1）;

step（G,40）

得系统阶跃响应等振曲线如图7-25所示，可以取KC=7.689；

TC=19.7

PID控制器参数设计程序如下：

t1=0:

0.5:

150

k=1;

t=22.85;

tor=4.05;

[Gc,kc,ti,td]=z_n1（k,t,tor,'

pid'

）;

Gc11=feedback（G*Gc,1）;

step（Gc11,150）

holdon;

Kc=7.689;

Tc=19.7;

[Gc,kc,ti,td]=z_n2（Kc,Tc,'

Gc12=feedback（G*Gc,1）;

step（Gc12,150）

响应曲线法

临界比例度法

程序中，z_n1,z_n2为自定义函数，程序清单如下：

function[Gc,kc,ti,td]=z_n1（k,t,tor,varargin）

controllertype=varargin{1};

switchcontrollertype

case'

p'

delta=k*tor/t;

Gc=tf（1/delta,1）;

kc=1/delta;

ti=inf;

td=0;

case'

pi'

delta=1.1*k*tor/t;

ti=3.3*tor;

Gc=tf（[ti1],[ti0]）*kc;

delta=0.85*k*tor/t;

ti=2*tor;

td=0.5*tor;

Gc1=tf（[ti1],[ti0]）*kc;

Gc2=tf（[td0],1）*kc;

Gc=Gc1+Gc2;

end

function[Gc,kc,ti,td]=z_n2（Kc,Tc,varargin）

kc=Kc/2;

Gc=tf（kc,1）;

kc=Kc/2.2;

ti=0.833*Tc;

kc=Kc/1.7;

ti=0.5*Tc;

td=0.125*Tc;