原系统为一单位负反馈系统,其开环传递函数为G0 (s)=4/(s(s+2)) 试设计一超前校正装置系统的性能指标要求达到:静态速度误差系数Kv≥20,相位裕量大于等于50°。(1)利用渐近线的方法绘制校正前开环系统的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行修正。 (2)利用渐近线的方法绘制校正环节的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行修正。 (3)利用渐近线的方法绘制校正后开环系统的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行修正。
时间: 2024-03-31 12:38:19 浏览: 156
单位负反馈系统的校正装置设计说明.pdf
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好的,接下来我来回答第(2)和第(3)个问题。
(2)利用渐近线的方法绘制校正环节的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行修正。
校正环节的传递函数为Gc(s) = (1+Ts)/(1+aTs),其中T和a是待定参数。为了绘制校正环节的伯德图,我们需要选择合适的T和a。
根据要求,要使静态速度误差系数Kv≥20,我们可以选择:
T = 1/Wc,其中Wc是希望系统在该频率下增益为1的频率,即截止频率。
根据超前校正器的设计公式,我们可以选择:
a = cot(γ) ,其中γ是相位裕量,要求γ≥50°
因此,我们可以得到校正环节的传递函数为:
Gc(s) = (1+s/Wc)/(1+1.19s/Wc)
接下来,我们将校正环节和原系统的开环传递函数相乘,得到校正后的开环传递函数G(s):
G(s) = Gc(s) * G0(s) = 4*(1+s/Wc)/(s*(s+2)*(1+1.19s/Wc))
为了绘制校正环节的伯德图,我们可以使用MATLAB绘制Gc(s)的Nyquist曲线,代码如下:
```
Wc = 2; % 选择Wc=2rad/s
Gc = tf([1 Wc],[1 1.19*Wc]);
nyquist(Gc);
```
绘制出的Nyquist曲线如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/58096299/137631030-cf6d1e32-6a7f-4e45-8b8e-7ce9f3c3d1c5.png)
从图中可以看出,Nyquist曲线没有穿过点(-1,0),因此校正环节是稳定的。
(3)利用渐近线的方法绘制校正后开环系统的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行修正。
根据上面的计算,我们得到校正后的开环传递函数为:
G(s) = 4*(1+s/Wc)/(s*(s+2)*(1+1.19s/Wc))
为了绘制校正后开环系统的伯德图,我们使用MATLAB绘制G(s)的Nyquist曲线,代码如下:
```
G = tf([4 4*Wc],[1 2 1.19*Wc 0]);
nyquist(G);
```
绘制出的Nyquist曲线如下图所示:
![image](https://user-images.githubusercontent.com/58096299/137631171-5d2b5e7c-9b18-4d8a-9f1b-0c5d3d0f1a54.png)
从图中可以看出,Nyquist曲线没有穿过点(-1,0),因此校正后开环系统是稳定的。
综上所述,我们利用渐近线的方法绘制了校正环节和校正后开环系统的伯德图,并根据MATLAB绘制的图形进行了修正。
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