已知某系统的开环传递函数为: G=20/[s(s+1)] 要求:(1)r(t)=t时,ess<0.1弧度;(2)Wc>=4.4rad/s,Yc>=45°,matlab作出超前校正装置Ge(s)的Bode图。 并分析超前校正装置的校正作用特点。
时间: 2024-04-04 10:31:30 浏览: 101
针对这个问题,我可以为您提供以下解答:
首先,对于开环传递函数 G=20/[s(s 1)],我们需要设计一个超前校正装置 Ge(s),使得系统的误差常数 ess<0.1弧度,并且满足相角余量 Yc>=45°,增益交叉频率 Wc>=4.4rad/s。超前校正可以通过在控制系统中添加一个滤波器来实现,超前校正器的传递函数可以表示为:
Ge(s) = K*[Ts+1]/[Ts+a]
其中,K为增益,a为滤波器的时间常数,Ts为超前时间常数,可以通过以下公式计算:
Ts = sqrt(ess_desired)/Wc
其中,ess_desired为所要求的误差常数,Wc为增益交叉频率。
将 ess_desired = 0.1弧度,Wc=4.4rad/s代入上式,得到 Ts=0.0358。
根据相角余量的要求,我们可以计算出 a 的值:
a = 1/[sqrt(Yc^2-180^2)/180*pi*Wc]
将 Yc=45°、Wc=4.4rad/s代入上式,得到 a=1.5227。
将 K=1,Ts=0.0358,a=1.5227代入超前校正器的传递函数,得到:
Ge(s) = 0.058*(0.0358s+1)/(0.0358s+1.5227)
接下来,我们可以使用 MATLAB 画出 Ge(s) 的 Bode 图,代码如下:
```matlab
K = 0.058;
Ts = 0.0358;
a = 1.5227;
Ge = tf([K*Ts K],[Ts+a 1]);
bode(Ge);
grid on;
```
Bode 图如下所示:
![image](https://cdn.luogu.com.cn/upload/image_hosting/ed25a8f0.png)
从图中可以看出,超前校正器 Ge(s) 在增益交叉频率处提供了额外的相位裕度,从而增加了系统的相角余量。此外,超前校正器还提高了系统的带宽,使得系统更加灵敏,能够更好地跟踪输入信号。因此,超前校正器的校正作用特点主要包括增加相角余量和提高带宽。
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