图4.4.3 校正后系统的根轨迹
4.6用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析
用Simulink对校正后的系统仿真。
仿真后得到的结果如图5,6和图7,8所示。
图5校正后单位阶跃仿真图
图6校正后系统仿真的阶跃响应曲线
图7校正后单位斜坡的仿真图
图8校正后单位斜坡的曲线
程序:
k=10;
num=conv([1,0.89],[1,0.1]);
den=conv(conv(conv(conv([1,0],[1,1]),[0.5,1]),[1,6.7]),[1,0.01]); sys=tf(k*num,den);
Lsys=feedback(sys,1,-1); [y,t,x]=step(Lsys); plot(t,y); ltiview
得到的阶跃响应曲线如图9所示。
图9 校正后阶跃响应曲线
调节时间取?2%的误差范围。由图12可知,超调量?%?23.8%,上升时间tr?1.35s ,峰值时间tp?2.33s,调节时间ts?13s。
对比校正前后的阶跃响应曲线可知,校正前系统是不稳定的,无法求得时域性能指标。校正后的系统是稳定的,系统的阶跃响应曲线是衰减振荡的。当调节时间取?2%的误差范围时,调节时间
ts?13s。
五、设计总结
5.1、校正器对系统性能的影响
系统的校正问题是一种原则性的局部设计。问题的提法是在系统的基本部
分,通常是对象、执行机构和测量元件等主要部件,已经确定的条件下,设计矫正装置的传递函数和调正系统放大系数。使系统的动态性能指标满足一定的要求。这一原理性的局部设计问题通常称为系统的矫正或动态补偿器设计。鱿鱼校正装置加入系统的方式不同,所起的作用不同,名目众多的校正设计问题或动态补偿器设计问题,成了控制领域中一个极其活跃的领域,而且它也是最具有实际应用意义的内容之一。
5.2设计感言
虽然自动控制是一个考查性科目,在平常的学习过程中我们真正掌握的也不是很多。通过这次的课程设计,一开始比较茫然,不知道从何下手,后面在伍建辉老师的指导下,开始了为期两天半的做设计报告岁月。虽有些疲惫和乏味,但我还是学到了不少的东西,不但对自动控制只是巩固了,也加深了对MATLAB这个强大的软件的学习和使用。同时,这次期末的课程设计,使我认识到自己这学期对这门课程的学习远远不够,还没有较好的将这本书中的知识较好的融合,这为我在以后的学习中敲了一记警钟。
六、参考文献
[1]胡寿松 自动控制原理 科学出版社 [2]焦晓红 自动控制原理 西安交通大学出版社 [3]王建辉 自动控制原理 清华大学出版社 [4]刘勤显 自动控制原理 浙江大学出版社 [5]杨庚辰 自动控制原理 西安电子科技大学出版社 [6]黄忠霖 自动控制原理的MATLAB实现 国防教育出版社 [7]张德丰 MATLAB控制系统设计与仿真 电子工业出版社