自動控制系統(tǒng)的設計--基于頻率法的串聯(lián)校正設計
前面我們介紹了基于頻率法的串聯(lián)控制器的順向設計方法,即依據(jù)指標或設計要求,首先選擇三類控制器中的一種方式,然后按設計規(guī)則進行設計。事實上,若能根據(jù)指標設計出校正后的期望頻率特性,則根據(jù):G(jω)=Gc(jω)G0(jω) ,由校正前后的幅頻特性和相頻,亦可得到待定的控制器。此法對于最小相位系統(tǒng)尤其有效。
6.3.4基于頻率法的Matlab串聯(lián)校正設計
根據(jù)上面對三類控制器頻率法設計思路的介紹,可總結(jié)出一般性的設計步驟:
(1)根據(jù)靜態(tài)性能指標,設計開環(huán)系統(tǒng)的增益,然后求出校正前系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量,并與設計要求比較;
(2)確定校正后期望的剪切頻率ωc,具體值的選取與選擇的校正方式(相位超前、遲后或遲后-超前等)相適應;
(3)根據(jù)待設計的校正裝置的形式和轉(zhuǎn)折頻率,計算有關參數(shù),進而確定校正裝置;
(4)得出校正后系統(tǒng),并校驗是否滿足設計要求。不滿足,則從(2)重新開始。
但畢竟,控制系統(tǒng)的設計是一項十分麻煩的工作,并需要大量的經(jīng)驗,為此,可借助飛速發(fā)展的計算機仿真技術(shù),簡化控制系統(tǒng)的設計工作。
本節(jié)介紹頻率法的MATLAB設計方法,主要利用伯德(Bode)圖進行系統(tǒng)的設計,常用的函數(shù)有:
Bode--—伯德圖作圖命令;
Margin—求取系統(tǒng)的幅值裕度和相位裕度;
Bode_asymp—伯德圖幅頻特性的漸近線(自編函數(shù));
Semilogx—半對數(shù)作圖函數(shù);
Logspace—用于在某個區(qū)域中產(chǎn)生若干頻點;
Nicols、Mgrid—用于
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