自動(dòng)控制系統的設計--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,即依據指標或設計要求,首先選擇三類(lèi)控制器中的一種方式,然后按設計規則進(jìn)行設計。事實(shí)上,若能根據指標設計出校正后的期望頻率特性,則根據: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尤其有效。
6.3.4基于頻率法的Matlab串聯(lián)校正設計
根據上面對三類(lèi)控制器頻率法設計思路的介紹,可總結出一般性的設計步驟:
(1)根據靜態(tài)性能指標,設計開(kāi)環(huán)系統的增益,然后求出校正前系統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)根據待設計的校正裝置的形式和轉折頻率,計算有關(guān)參數,進(jìn)而確定校正裝置;
(4)得出校正后系統,并校驗是否滿(mǎn)足設計要求。不滿(mǎn)足,則從(2)重新開(kāi)始。
但畢竟,控制系統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(jiǎn)化控制系統的設計工作。
本節介紹頻率法的MATLAB設計方法,主要利用伯德(Bode)圖進(jìn)行系統的設計,常用的函數有:
Bode--—伯德圖作圖命令;
Margin—求取系統的幅值裕度和相位裕度;
Bode_asymp—伯德圖幅頻特性的漸近線(xiàn)(自編函數);
Semilogx—半對數作圖函數;
Logspace—用于在某個(gè)區域中產(chǎn)生若干頻點(diǎn);
Nicols、Mgrid—用于
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