第六章精品simulink仿真

1、第六章第六章 動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境動(dòng)態(tài)仿真集成環(huán)境Simulink6.1 Simulink 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介1 Simulink的啟動(dòng)的啟動(dòng)2 Simulink庫(kù)瀏覽窗口的功能菜單庫(kù)瀏覽窗口的功能菜單3 仿真模塊庫(kù)仿真模塊庫(kù)6.2 模型的構(gòu)造模型的構(gòu)造1 模型編輯窗口模型編輯窗口2 對(duì)象的選定對(duì)象的選定3 模塊的操作模塊的操作4 模塊的標(biāo)量擴(kuò)展模塊的標(biāo)量擴(kuò)展5 模塊間的連接線模塊間的連接線6 模塊的保存模塊的保存7 模塊名字的處理模塊名字的處理8 模塊內(nèi)部參數(shù)的修改模塊內(nèi)部參數(shù)的修改相加器示波器單位階躍信號(hào)10s +4.47s2傳遞函數(shù)試?yán)L制單位階躍響應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)圖。sssG47. 410)(2例：已知單

2、位負(fù)反饋二階系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為6.3 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真1 利用利用Simulink菜單命令進(jìn)行仿真菜單命令進(jìn)行仿真2 利用利用MATLAB的指令操作方式進(jìn)行仿真的指令操作方式進(jìn)行仿真3 模塊參數(shù)的動(dòng)態(tài)交換模塊參數(shù)的動(dòng)態(tài)交換6.6 創(chuàng)建子系統(tǒng)創(chuàng)建子系統(tǒng)1 通過(guò)菜單法建立子系統(tǒng)通過(guò)菜單法建立子系統(tǒng)2 通過(guò)模塊法建立子系統(tǒng)通過(guò)模塊法建立子系統(tǒng)6.7 封裝模板編輯器封裝模板編輯器1 初始化頁(yè)面初始化頁(yè)面2 圖標(biāo)頁(yè)面圖標(biāo)頁(yè)面3 描述頁(yè)面描述頁(yè)面4 功能按鈕功能按鈕第七章第七章 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助分析7.1 系統(tǒng)的特性函數(shù)系統(tǒng)的特性函數(shù)1 矩陣函數(shù)矩陣函數(shù)1

3、、矩陣行列式、矩陣行列式MATLAB中求矩陣行列式函數(shù)的調(diào)用格式為中求矩陣行列式函數(shù)的調(diào)用格式為 det(A)2、矩陣求逆、矩陣求逆MATLAB中求矩陣的逆函數(shù)的調(diào)用格式為中求矩陣的逆函數(shù)的調(diào)用格式為 inv(A)3、矩陣的跡、矩陣的跡MATLAB中求矩陣的跡函數(shù)的調(diào)用格式為中求矩陣的跡函數(shù)的調(diào)用格式為 trace(A)3、矩陣的秩、矩陣的秩MATLAB中求矩陣的秩函數(shù)的調(diào)用格式為中求矩陣的秩函數(shù)的調(diào)用格式為 k= rank(A)4、矩陣的特征值與特征向量、矩陣的特征值與特征向量MATLAB中求矩陣的特征值與特征向量函數(shù)中求矩陣的特征值與特征向量函數(shù)的調(diào)用格式：的調(diào)用格式：V，D=eig (A

4、)5、矩陣的特征多項(xiàng)式、特征方程和特征根、矩陣的特征多項(xiàng)式、特征方程和特征根MATLAB中求矩陣的特征多項(xiàng)式函數(shù)的調(diào)用格式為中求矩陣的特征多項(xiàng)式函數(shù)的調(diào)用格式為 P=poly (A)MATLAB中求矩陣的特征多項(xiàng)式的特征根函數(shù)的調(diào)中求矩陣的特征多項(xiàng)式的特征根函數(shù)的調(diào)用格式為用格式為 V=roots (P)2 求系統(tǒng)的阻尼系數(shù)和固有頻率求系統(tǒng)的阻尼系數(shù)和固有頻率wn,zeta=damp(A)wn,zeta,P=ddamp(A)wn,zeta,P=ddamp(A,Ts)3 求控制系統(tǒng)的增益和傳遞零點(diǎn)求控制系統(tǒng)的增益和傳遞零點(diǎn)求系統(tǒng)增益的求系統(tǒng)增益的MATLAB函數(shù)：函數(shù)： K=dcgain(num

5、,den) K=dcgain(A,B,C,D)7.2 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析1 利用極點(diǎn)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性利用極點(diǎn)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷一個(gè)線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種最直接的方法是求出判斷一個(gè)線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的一種最直接的方法是求出閉環(huán)系統(tǒng)的所有的極點(diǎn)，如果系統(tǒng)的所有極點(diǎn)均具有閉環(huán)系統(tǒng)的所有的極點(diǎn)，如果系統(tǒng)的所有極點(diǎn)均具有負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。負(fù)實(shí)部，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。2 實(shí)例實(shí)例已知閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：已知閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： 1225324232345234ssssssssssG判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并給出不穩(wěn)定極點(diǎn)。判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并給出不穩(wěn)定極點(diǎn)。num=3 2 1 4 2;d

6、en=3 5 1 2 2 1;z,p=tf2zp(num,den);ii=find(real(p)0);n1=length(ii);if(n10) disp(The Unstable Poles are:); disp(p(ii);else disp(System is Stable);endpzmap(num,den);title(Zero-Pole Map)7.3 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析控制系統(tǒng)的時(shí)域分析1 任意信號(hào)函數(shù)任意信號(hào)函數(shù)u,t=gensig(type,Ta)u,t=gensig(type,Ta,Tf,T)2 連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)y,x,t=step(num,

7、den,t)y,x,t=step(A,B,C,D,iu,t) 例：假設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為例：假設(shè)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為 sssssG4036820234試求該系統(tǒng)在單位負(fù)反饋下的階躍響應(yīng)曲線試求該系統(tǒng)在單位負(fù)反饋下的階躍響應(yīng)曲線和最大超調(diào)量。和最大超調(diào)量。解：仿真程序?yàn)椋航猓悍抡娉绦驗(yàn)椋簄um0=20;den0=1 8 36 40 0;numc,denc=cloop(num0,den0);t=0:0.1:10;y,x,t=step(numc,denc,t); 最大超調(diào)量最大超調(diào)量M=2.5546%plot(t,y)M=(max(y)-1)/1)*100;disp(最大超調(diào)量最大超調(diào)量M= nu

8、m2str(M) %)運(yùn)行結(jié)果為：運(yùn)行結(jié)果為：例：對(duì)于典型二階系統(tǒng)例：對(duì)于典型二階系統(tǒng) 2222nnnsssG試?yán)L制出無(wú)阻尼自然振蕩試?yán)L制出無(wú)阻尼自然振蕩 n=6，阻尼比，阻尼比 分別為分別為0.2,0.4,1.0,2.0時(shí)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。時(shí)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。解：仿真程序?yàn)椋航猓悍抡娉绦驗(yàn)椋簑n=6;zeta=0.2:0.2:1.0,2.0;figure(1);hold onfor I=zeta num=wn.2;den=1,2*I*wn,wn.2; step(num,den);endtitle(Step Response);hold off3 離散系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)離散系統(tǒng)的單

9、位階躍響應(yīng)y,x,t=dstep(num,den,n)y,x,t=dstep(A,B,C,D,iu,n)4 單位脈沖響應(yīng)單位脈沖響應(yīng)5 系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)y,x,t=initial(A,B,C,D,x0)y,x,t=dinitial(A,B,C,D,x0,t)連續(xù)系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)y,x,t=dinitial(A,B,C,D,x0)y,x,t= dinitial(A,B,C,D,x0,n)離散系統(tǒng)離散系統(tǒng)6 任意輸入函數(shù)的響應(yīng)任意輸入函數(shù)的響應(yīng)y,x=lsim(num,den,u,t)y,x= lsim(A,B,C,D,iu,u,t)7.4 根軌跡法根軌跡法1 繪制系統(tǒng)的零極點(diǎn)圖繪制系

10、統(tǒng)的零極點(diǎn)圖p,z=pzmap(A,B,C,D)p,z=pzmap(p,z)p,z=pzmap(num,den)2 繪制系統(tǒng)的根軌跡繪制系統(tǒng)的根軌跡r,k=rlocus(num,den)r,k=rlocus(num,den,K)r,k=rlocus(A,B,C,D)r,k=rlocus(A,B,C,D,K)K,poles=rlocfind(num,den)K,poles=rlocfind(A,B,C,D)例：已知某負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：例：已知某負(fù)反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：)65)(9 . 08 . 1(045. 005. 0)(22ssssssG試?yán)L制系統(tǒng)的根軌跡。試?yán)L制系統(tǒng)的根軌跡。

11、解：仿真程序?yàn)椋航猓悍抡娉绦驗(yàn)椋簄um=0.05 0.045;den=conv(1 -1.8 0.9,1 5 6);rlocus(num,den),K,poles=rlocfind(num,den);3 繪制阻尼系數(shù)和自然頻率的柵格線繪制阻尼系數(shù)和自然頻率的柵格線sgrid(new)rlocus(num,den)或：或：pzmap(num,den) sgrid( , n) sgrid( , n,new) 例：如上例如果要求加?xùn)鸥窬€，只要加一條指令例：如上例如果要求加?xùn)鸥窬€，只要加一條指令sgrid即可即可.7.5 控制系統(tǒng)的頻域分析控制系統(tǒng)的頻域分析1 產(chǎn)生頻率向量產(chǎn)生頻率向量 =logspa

12、ce(m,n,npts)2 系統(tǒng)的伯德圖（系統(tǒng)的伯德圖（bode圖）圖）mag,phase, =bode(num,den)mag,phase, =bode(num,den, )mag,phase, =bode(A,B,C,D)mag,phase, =bode(A,B,C,D,iu)mag,phase, =bode(A,B,C,D,iu , )Subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag)Subplot(2,1,2);semilogx(w,phase)例：已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)：例：已知系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)： 2222nnnsssG試?yán)L制出無(wú)阻尼自然振蕩試?yán)L制出無(wú)阻

13、尼自然振蕩 n=6，阻尼比，阻尼比 分別為分別為0.2,0.4,1.0時(shí)，頻率在時(shí)，頻率在0.110之間變化時(shí)的之間變化時(shí)的bode圖。圖。解：解： wn=6;zeta=0.2:0.2:1.0;w=logspace(-1,1);figure(1);num=wn.2;for k=zeta den=1,2*k*wn,wn.2; mag,phase,w1=bode(num,den,w); subplot(2,1,1);hold on semilogx(w1,mag); subplot(2,1,2);hold on semilogx(w1,phase);endsubplot(2,1,1);grid o

14、n;grid,grid;title(bode plot)xlabel(Frequency (rad/sec);ylabel(Gain dB);subplot(2,1,2);grid on;grid;xlabel(Frequency (rad/sec);ylabel(Phase deg);hold off3 幅值裕量和相位裕量幅值裕量和相位裕量),(arg,),(arg,DCBAinmWcpWcgPmGmdennuminmWcpWcgPmGm4 頻率響應(yīng)值頻率響應(yīng)值F=freqresp(num,den,sqrt(-1)* )F=freqresp(A,B,C,D,iu,sqrt(-1)* )5 系

15、統(tǒng)的奈奎斯特圖（系統(tǒng)的奈奎斯特圖（Nyquist)Re,Im, =nyquist(num,den)Re,Im, =nyquist(num,den, )Re,Im, =nyquist(A,B,C,D)Re,Im, =nyquist(A,B,C,D,iu)Re,Im, =nyquist(A,B,C,D,iu, )第八章第八章 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)8.1 頻率法的串聯(lián)校正方法頻率法的串聯(lián)校正方法1 超前校正裝置的特性超前校正裝置的特性1）超前校正裝置的數(shù)學(xué)模型）超前校正裝置的數(shù)學(xué)模型 111TsTssGcReImT1T1超前校正裝置的零、極點(diǎn)分布如右圖超前校正裝置的零、極

16、點(diǎn)分布如右圖一、基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)超前校正方法一、基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)超前校正方法2）超前校正裝置的極坐標(biāo)圖）超前校正裝置的極坐標(biāo)圖Im(1+1)/2(1-1)/2123Rem1m 2m 3= =00111arcsinaamaTm1超前校正裝置的頻率特性：超前校正裝置的頻率特性：111TjTjjGc最大超前角：最大超前角：對(duì)應(yīng)于最大超前角的頻率：對(duì)應(yīng)于最大超前角的頻率：3）超前校正裝置的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖）超前校正裝置的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖20dB/decL( )dB090(度)20lgadBT1mT1m)()(m20dB/decL( )dB090(度)20lgadBT1mT1m)()(mlgLm120最大超

17、前角對(duì)應(yīng)頻率處的最大超前角對(duì)應(yīng)頻率處的對(duì)數(shù)幅值為：對(duì)數(shù)幅值為：2 串聯(lián)超前校正方法串聯(lián)超前校正方法1） 基本原理基本原理利用超前校正裝置產(chǎn)生的相位超前角來(lái)補(bǔ)償原系統(tǒng)利用超前校正裝置產(chǎn)生的相位超前角來(lái)補(bǔ)償原系統(tǒng)的相角滯后，一般是將最大超前角頻率選在開(kāi)環(huán)截的相角滯后，一般是將最大超前角頻率選在開(kāi)環(huán)截止頻率的附近，使系統(tǒng)的相角裕度增大。由于校正止頻率的附近，使系統(tǒng)的相角裕度增大。由于校正后系統(tǒng)的相角裕度增大，開(kāi)環(huán)截止頻率提高，系統(tǒng)后系統(tǒng)的相角裕度增大，開(kāi)環(huán)截止頻率提高，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能得到改善，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，相對(duì)穩(wěn)定性的動(dòng)態(tài)性能得到改善，調(diào)節(jié)時(shí)間縮短，相對(duì)穩(wěn)定性提高。校正時(shí)常常使校正裝置的最大超前角出

18、現(xiàn)在提高。校正時(shí)常常使校正裝置的最大超前角出現(xiàn)在校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率處。校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)截止頻率處。2）設(shè)計(jì)步驟）設(shè)計(jì)步驟（1）根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求，確定開(kāi)環(huán)）根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求，確定開(kāi)環(huán) 增益增益k。（2）利用確定的開(kāi)環(huán)增益）利用確定的開(kāi)環(huán)增益k，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的Bode 圖，并求出其相位裕量圖，并求出其相位裕量r0和幅值裕量和幅值裕量kg。（3）確定為使相位裕量達(dá)到要求值，所需增加的超前）確定為使相位裕量達(dá)到要求值，所需增加的超前 相位角相位角 c，即：，即： c =r- r0 + ， =50150。（4）令超前校正裝置的最大超前相位角）令超

19、前校正裝置的最大超前相位角 m= c ，則由，則由 下式可出校正裝置的參數(shù)。下式可出校正裝置的參數(shù)。ccsin1sin1（5）若將校正裝置的最大超前相位角處的頻率）若將校正裝置的最大超前相位角處的頻率 m作為作為 校正后系統(tǒng)的剪切頻率校正后系統(tǒng)的剪切頻率 c ，則有：，則有： 10lg20lg20:0lg20cocococcjGjGjGjG即（6）根據(jù)）根據(jù) m = c ，利用下式求參數(shù)，利用下式求參數(shù)T。cT1（7）畫(huà)出校正后系統(tǒng)的）畫(huà)出校正后系統(tǒng)的Bode圖，檢驗(yàn)性能指標(biāo)是否已圖，檢驗(yàn)性能指標(biāo)是否已 全部達(dá)到要求，若不滿足要求，可增大全部達(dá)到要求，若不滿足要求，可增大 值，從第值，從第 （

20、3）步起重新計(jì)算。）步起重新計(jì)算。3 實(shí)例實(shí)例設(shè)有一單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：設(shè)有一單位負(fù)反饋控制系統(tǒng)其開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為： 2ssksG要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)要求系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速度誤差系數(shù)kv=20(1/s)，相角裕度，相角裕度r500，幅值裕度，幅值裕度 kg 10dB，試確定串聯(lián)校正裝置。，試確定串聯(lián)校正裝置。解：根據(jù)解：根據(jù) 402022limlim00kkssksssGkssv所以所以 240sssG先分析未校正系統(tǒng)是否滿足了題目要求的性能指標(biāo)。先分析未校正系統(tǒng)是否滿足了題目要求的性能指標(biāo)。利用利用MATLAB編寫(xiě)如下程序：編寫(xiě)如下程序：num0=40;den0=conv(1,

21、0,1,2);bode(num0,den0);Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(num0,den0);disp(幅值裕量幅值裕量=,num2tsr(20*log10(Gm),(dB), 相角裕量相角裕量=,num2tsr(Pm),0)運(yùn)行結(jié)果為：幅值裕量運(yùn)行結(jié)果為：幅值裕量=InfdB相角裕量相角裕量=17.96420 從上述運(yùn)行結(jié)果可以看出，由于相角裕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所從上述運(yùn)行結(jié)果可以看出，由于相角裕量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于所要求的值，為達(dá)到所要求的性能指標(biāo)，根據(jù)控制原理要求的值，為達(dá)到所要求的性能指標(biāo)，根據(jù)控制原理所學(xué)知識(shí)可知應(yīng)串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)。所學(xué)知識(shí)可知應(yīng)串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)。根據(jù)串聯(lián)超前校正的設(shè)計(jì)

22、步驟，根據(jù)串聯(lián)超前校正的設(shè)計(jì)步驟，可編寫(xiě)以下的可編寫(xiě)以下的MATLAB程序：程序：num0=40;den0=conv(1,0,1,2);Gm1,Pm1,Wcg1,Wcp1=margin(num0,den0);r=50;r0=Pm1;w=logspace(-1,3);mag1,phase1=bode(num0,den0,w);for epsilon=5:15 phic=(r-r0+epsilon)*pi/180; alpha=(1+sin(phic)/(1-sin(phic); i1,ii=min(abs(mag1-1/sqrt(alpha); wc=w(ii); T=1/(wc*sqrt(al

23、pha); numc=alpha*T,1;denc=T,1; num,den=series(num0,den0,numc,denc); Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(num,den); if(Pm=r);break,endendprintsys(numc,denc)printsys(num,den)mag2,phase2=bode(numc,denc,w);mag,phase=bode(num,den,w);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(mag),w,20*log10(mag1),-,w,20*log10(mag2),-.);%grid;yl

24、abel(幅值幅值(dB);title(-G0,-.Gc,G0Gc);subplot(2,1,2);semilogx(w,phase,w,phase1,-,w,phase2,-.,w,(w-180-w),:);%grid;ylabel(相角相角(度度);xlabel(頻率頻率(rad/sec)title(校正后校正后:幅值裕量幅值裕量=,num2str(20*log10(Gm),dB,相角裕量相角裕量=,num2str(Pm),度度);disp(校正前校正前:幅值裕量幅值裕量=,num2str(20*log10(Gm1),dB,相角裕量相角裕量=,num2str(Pm1),度度);disp(校

25、正后校正后:幅值裕量幅值裕量=,num2str(20*log10(Gm),dB,相角裕量相角裕量=,num2str(Pm),度度);運(yùn)行結(jié)果為：運(yùn)行結(jié)果為：num/den = 0.22541 s + 1 - 0.053537 s + 1num/den = 9.0165 s + 40 - 0.053537 s3 + 1.1071 s2 + 2 s校正前校正前:幅值裕量幅值裕量=InfdB,相角裕量相角裕量=17.9642度度校正后校正后:幅值裕量幅值裕量=InfdB,相角裕量相角裕量=50.7196度度 1 滯后校正裝置的特性滯后校正裝置的特性1）滯后校正裝置的數(shù)學(xué)模型）滯后校正裝置的數(shù)學(xué)模型

26、111TsTssGcReImT1T1滯后校正裝置的零、極點(diǎn)分布如右圖滯后校正裝置的零、極點(diǎn)分布如右圖二、基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)滯后校正方法二、基于頻率響應(yīng)法的串聯(lián)滯后校正方法2）滯后校正裝置的極坐標(biāo)圖）滯后校正裝置的極坐標(biāo)圖11arcsinmaTm1滯后校正裝置的頻率特性：滯后校正裝置的頻率特性：111TjTjjGc最大滯后角：最大滯后角：對(duì)應(yīng)于最大滯后角的頻率：對(duì)應(yīng)于最大滯后角的頻率：3）滯后校正裝置的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖）滯后校正裝置的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖lg10mL最大滯后角對(duì)應(yīng)頻率處的最大滯后角對(duì)應(yīng)頻率處的對(duì)數(shù)幅值為：對(duì)數(shù)幅值為：20lg-900dB-20dB/dec1/Tm1/T20lg-900dB-20

27、dB/dec1/Tm1/T)(Lm)(2 串聯(lián)滯后校正方法串聯(lián)滯后校正方法1） 基本原理基本原理在系統(tǒng)中串入滯后校正環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)幅頻特性的中在系統(tǒng)中串入滯后校正環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)幅頻特性的中高頻段會(huì)降低，因而會(huì)減少截止頻率，同時(shí)會(huì)增加高頻段會(huì)降低，因而會(huì)減少截止頻率，同時(shí)會(huì)增加系統(tǒng)的相位裕度。系統(tǒng)的相位裕度。2）設(shè)計(jì)步驟）設(shè)計(jì)步驟（1）根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求，確定開(kāi)環(huán)）根據(jù)性能指標(biāo)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差系數(shù)的要求，確定開(kāi)環(huán) 增益增益k。（2）利用確定的開(kāi)環(huán)增益）利用確定的開(kāi)環(huán)增益k，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的，畫(huà)出未校正系統(tǒng)的Bode 圖，并求出其相位裕量圖，并求出其相位裕量r0和幅值裕量和幅值裕量kg。（3）

28、如未校正系統(tǒng)的相位和幅值裕量不滿足要求，尋）如未校正系統(tǒng)的相位和幅值裕量不滿足要求，尋 找一新的剪切頻率找一新的剪切頻率 c ，在，在 c處開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的相處開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的相 位角應(yīng)滿足下式：位角應(yīng)滿足下式：00125180rjGco（4）為使滯后校正裝置對(duì)系統(tǒng)的相位滯后影響較小，）為使滯后校正裝置對(duì)系統(tǒng)的相位滯后影響較小， m應(yīng)遠(yuǎn)離應(yīng)遠(yuǎn)離 c 。一般取滯后校正裝置的第一個(gè)交。一般取滯后校正裝置的第一個(gè)交 接頻率：接頻率： 1=1/T=（1/51/10） c （即（即 m 400，幅值裕度，幅值裕度 kg 10dB，試確定串聯(lián)校正裝置。，試確定串聯(lián)校正裝置。 5125. 01limlim00k

29、sssksssGkssv所以所以 125. 015ssssG先分析未校正系統(tǒng)是否滿足了題目要求的性能指標(biāo)。先分析未校正系統(tǒng)是否滿足了題目要求的性能指標(biāo)。利用利用MATLAB編寫(xiě)如下程序：編寫(xiě)如下程序：解：根據(jù)解：根據(jù) numo=5;deno=conv(1 0,conv(1 1,0.25 1);bode(numo,deno);Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin(numo,deno);disp(幅值裕量幅值裕量=,num2str(20*log10(Gm),dB,相角裕量相角裕量=,num2str(Pm),度度)運(yùn)行結(jié)果為：運(yùn)行結(jié)果為：幅值裕量幅值裕量=-5.786e-015dB相角裕量相角裕量=7.3342e-006度度從運(yùn)行結(jié)果可以看出，未校正系統(tǒng)的幅值裕量與相位從運(yùn)行結(jié)果可以看出，未校正系統(tǒng)的幅值裕量與相位裕量都接近于零，均不滿足要求，所以設(shè)計(jì)采用串聯(lián)裕量都接近于零，均不滿足要求，所以設(shè)計(jì)采用串聯(lián)滯后校正，根據(jù)串聯(lián)滯后校正的設(shè)計(jì)步驟，可編寫(xiě)以滯后校正，根據(jù)串聯(lián)滯后校正的設(shè)計(jì)步驟，可編寫(xiě)以下下m文件。文件。numo=5;deno=conv(1 0,conv(1 1,0.25 1);Gm1,Pm1,Wcg1,Wcp1=margin(numo,deno);r=40;w=logspace(-3,1);mag1,p