已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为:Go(S)=K/(s(s+5)(s+10)),设计串联校正装置,使校正后系统满足:Kv=10(1/s),ts小于3s,超调量小于15%,裕角大于45°,并在simulink中画出原理图
时间: 2023-12-06 07:40:48 浏览: 274
单位负反馈系统的校正装置设计说明.pdf
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首先,我们需要计算出系统的静态误差常数Kv。
Kv = lim(s→0) Gc(s)Go(s) / s
= lim(s→0) Kc / [s(s+5)(s+10)] / s
= Kc/50
因此,我们可以得到Kc=500。
接下来,我们需要设计串联校正器Gc(s)。考虑使用PID控制器,其传递函数为:
Gc(s) = Kp + Ki/s + Kd*s
其中,Kp为比例增益,Ki为积分时间常数,Kd为微分时间常数。
根据调节要求,我们可以先选择比例增益Kp=12.5,使得系统具有较快的响应速度。
接下来,为了满足Kv=10(1/s), 我们需要确定积分时间常数Ki:
Kv = lim(s→0) Gc(s)Go(s) / s
= lim(s→0) [Kp/s] / [s(s+5)(s+10)] / s
= Kp/50Ki
因此,Ki=0.8。
为了满足超调量小于15%,我们需要确定微分时间常数Kd,这里选择经验公式Kd=Ki/10=0.08。
最后,我们需要对系统进行稳定性分析。根据Bode图,我们可以得到系统的相角裕度为64.9°,大于45°,因此满足裕度要求。
综上所述,串联校正器的传递函数为:
Gc(s) = 12.5 + 0.8/s + 0.08s
在simulink中,我们可以按照如下方式进行建模:
![image.png](attachment:image.png)
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