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图中的G3(s)可描述为G3=zpk(-2,0 -1,1) 。
(二)模型转换由于在控制系统分析与设计中有时会要求模型有特定的描述形式 , 为此matlab提供了传递函数模型与零极点模型之间的转换命令 。
命令格式:num, 。
27、den=zp2tf(z,p,k)z,p,k=tf2zp(num,den)其中 , zp2tf可以将零极点模型转换成传递函数模型 , 而tf2zp可以将传递函数模型转换成零极点模型 。
图中的G1(s)转换成零极点模型为z,p,k=tf2zp(1,1 1 0),G3(s)转换成传递函数模型为num,den=zp2tf(-2,0 -1,1) 。
(三)系统连接一个控制系统通常由多个子系统相互连接而成 , 而最基本的三种连接方式为图中所示的串联、并联和反馈连接形式 。
1)两个系统的并联连接命令格式:sys=parallel(sys1,sys2)对于SISO系统 , parallel命令相当于符号“+” 。
对于图中由G1(s)和 。
28、G2(s)并联组成的子系统G12(s),可描述为G12=parallel(G1,G2) 。
2)两个系统的串联连接命令格式:sys=series(sys1,sys2)对于SISO系统 , series命令相当于符号“*” 。
对于图中由G1(s)和G2(s)串联组成的开环传递函数,可描述为G=series(G12,G3) 。
3)两个系统的反馈连接命令格式:sys=feedback(sys1,sys2,sign)其中 , sign用于说明反馈性质(正、负) 。
sign缺省时 , 为负 , 即sign=-1.由于图系统为单位负反馈系统 , 所以系统的闭环传递函数课描述为sys=feedback(G,1,-1).其中 , G表示开环传 。
29、递函数 , “1”表示是单位反馈 , “-1”表示是负反馈 , 可缺省 。
(四)建模举例例5:已知传递函数计算G(s)的零极点;H(s)的特征方程;绘制GH(s)的零-极点图;num=6 0 1;
den=1 3 3 1;
z=roots(num);
p=roots(den);
pp =-1.0000 -1.0000 + 0.0000i-1.0000 - 0.0000i zz =0 + 0.4082i0 - 0.4082i n1=1 1;
n2=1 2;
d1=1 2*i;
d2=1 -2*i;
d3=1 3;
numh=conv(n1,n2);
denh=conv(d1,conv(d2,d3);
printsys(numh, 。
30、denh)num/den = s2 + 3 s + 2-s3 + 3 s2 + 4 s + 12tf(numh,denh)Transfer function:s2 + 3 s + 2-s3 + 3 s2 + 4 s + 12GH(s)num=conv(numg,numh);
den=conv(deng,denh);
printsys(num,den)num/den = 6 s4 + 18 s3 + 13 s2 + 3 s + 2-s6 + 6 s5 + 16 s4 + 34 s3 + 51 s2 + 40 s + 12 p,z=pzmap(num,den) pzmap(num,den)p =-3 。
31、.0000 -0.0000 + 2.0000i-0.0000 - 2.0000i-1.0000 -1.0000 + 0.0000i-1.0000 - 0.0000iz =-2.0000 -1.0000 0.0000 + 0.4082i0.0000 - 0.4082i图8四、 频率响应法校正如果系统设计要求满足的性能指标属频域特征量 , 则通常采用频域校正方法 。
在频域内进行系统设计 , 是一种间接设计方法 , 因为设计结果满足的是一些频域指标 , 而不是时域指标 。
然而 , 在频域内进行设计又是一种简便的方法 , 在伯德图上虽然不能严格定量地给出系统的动态性能 , 但却能方便地根据频域指标确定校正装置的参数 , 特别是对已校正系 。
32、统的高频特性有要求时 , 采用频域法校正较其他方法更为方便 。
频域设计的这种简便性 , 是因为开环系统的频率特性与闭环系统的时间响应有关 。
一般地说 , 开环频率特性的低频段表征了闭环系统的稳态性能;开环系统的中频段表征了闭环系统的动态性能;开环系统的高频段表征了闭环系统的复杂性和嘈声抑制性能 。
因此 , 开环系统频率特性所期望的形状为:低频段增益充分大 , 以保证系统稳态误差的要求;中频段对数幅频特性斜率一般为-20db/dec , 并占据充分宽的频带 , 以保证系统有适当的相角裕度;高频段增益尽快减小 , 以削弱嘈声的影响 , 若系统原有部分高频段已符合该种要求 , 则校正时可保持高频段形状不变 , 以简化校正装置的形式 。
在线性系统的校正 。
33、设计中 , 常用的方法有分析法和综合法两种 。
分析法又称试探法 , 用分析法设计校正装置比较直观 , 在物理上易于实现 , 但要求设计者有一定的工程设计经验 , 设计过程带有试探性 。
目前工程技术界多采用分析法进行系统设计 。
综合法又称期望特性法 , 这种设计方法从闭环系统性能与开环系统特性密切相关这一概念出发 , 根据规定的性能指标要求确定系统期望的开环特性形状 , 然后与系统原有开环系统相比较 , 从而确定校正方式、校正装置的形式和参数 。
综合法有广泛的理论意义 , 但希望的校正装置传递函数可能相当复杂 , 在物理上难以准确实现 。
(一) 串联超前校正利用超前校正装置进行串联超前校正的基本原理 , 是利用超前校正装置的相角超前特性 , 来改善系统的动 。
34、态特性 , 因此超前校正装置的最大超前角所对应的频率设计在校正后系统的截止频率处 , 具体步骤为:(1)根据稳态误差的要求 , 确定原系统的开环增益K;(2)利用已确定的开环增益K , 计算未校正系统的相角裕度;(3)确定需要产生的最大超前角m , 公式为:m=-+(5-10)考虑到校正后 , 系统新的进行频率将比原系统的截止频率略有增加 , 在m的计算公式中增加了(5-10) 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0621/0022536262.html
标题:毕业设计论文基于频率特 性的典型系统校正设计及仿真 研究|毕业设计(论文)—基于频率特性的典型系统校正设计及仿真研究( 五 )