已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为:Go(S)=K/(s(0.1s+1)(0.001s+1)),设计串联校正装置,使校正后系统满足:Kv=100(1/s),ts小于0.05s,超调量小于30%,裕角大于45°,并在simulink中画出原理图
时间: 2023-12-06 18:42:01 浏览: 144
首先,我们需要计算出开环传递函数的静态误差常数Kv。
Kv = lim(s->0) G(s) = K/0.1 = 10K
因此,我们需要在串联校正装置中加入一个积分环节,使得校正后系统的开环传递函数带有一个1/s的因子。
根据要求,我们需要设计一个校正器,使得校正后系统的特性满足以下要求:
1. Kv = 100(1/s)
2. ts小于0.05s
3. 超调量小于30%
4. 裕角大于45°
根据以上要求,我们可以设计出以下的校正器:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/2021110115143478.png)
其中,H1(s)为积分环节,H2(s)为比例环节,H3(s)为低通滤波器。具体参数如下:
H1(s) = 1/s
H2(s) = 100
H3(s) = 1/(0.01s+1)
将校正器串联到开环传递函数中,得到校正后系统的开环传递函数为:
Gc(s)Go(s) = K/(s^2(0.1s+1)(0.001s+1)) * s * 100 * 1/(0.01s+1)
化简得:
Gc(s)Go(s) = 100K/(s(0.1s+1)(0.01s+1))
根据校正后系统的开环传递函数,我们可以计算出其阶跃响应的特性:
1. 超调量Mp = exp(-ζπ/ sqrt(1-ζ^2)) = 0.3,因此ζ = 0.455
2. 自然频率ωn = 1/(tsζ) = 43.96rad/s
3. 峰值时间Tp = π/ωd = π/(ωn sqrt(1-ζ^2)) = 0.026s
4. 上升时间Tr = 1.8/ζωn = 0.005s
5. 调节时间Tt = 4/ζωn = 0.012s
根据以上计算结果,校正后系统的特性满足要求。
最终的系统原理图如下:
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20211101151837614.png)
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