自动控制系统的设计--基于频率法的串联校正设计
前面我们介绍了基于频率法的串联控制器的顺向设计方法,即依据指标或设计要求,首先选择三类控制器中的一种方式,然后按设计规则进行设计。事实上,若能根据指标设计出校正后的期望频率特性,则根据:G(jω)=Gc(jω)G0(jω) ,由校正前后的幅频特性和相频,亦可得到待定的控制器。此法对于最小相位系统尤其有效。
6.3.4基于频率法的Matlab串联校正设计
根据上面对三类控制器频率法设计思路的介绍,可总结出一般性的设计步骤:
(1)根据静态性能指标,设计开环系统的增益,然后求出校正前系统的幅值裕量和相位裕量,并与设计要求比较;
(2)确定校正后期望的剪切频率ωc,具体值的选取与选择的校正方式(相位超前、迟后或迟后-超前等)相适应;
(3)根据待设计的校正装置的形式和转折频率,计算有关参数,进而确定校正装置;
(4)得出校正后系统,并校验是否满足设计要求。不满足,则从(2)重新开始。
但毕竟,控制系统的设计是一项十分麻烦的工作,并需要大量的经验,为此,可借助飞速发展的计算机仿真技术,简化控制系统的设计工作。
本节介绍频率法的MATLAB设计方法,主要利用伯德(Bode)图进行系统的设计,常用的函数有:
Bode--—伯德图作图命令;
Margin—求取系统的幅值裕度和相位裕度;
Bode_asymp—伯德图幅频特性的渐近线(自编函数);
Semilogx—半对数作图函数;
Logspace—用于在某个区域中产生若干频点;
Nicols、Mgrid—用于
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