实验四simulink下的系统设计.docx

基于simulink的控制系统设计smulink仿真环境下的串联超前校正相位超前校正装置的传递函数为 Gc(s)=K,│z││P│Gcessv,Kv=K/2=20,K=40，校正前系统Simulink实现如图：校正前系统单位阶跃响应: 串入超前校正Gc（s）= 校正后系统Simulink仿真如图：校正后系统的单位阶跃响应图为：二、Simulink环境下的串联滞后校正相位滞后校正装置传函为： Gc（s）= K,│z││P│The open-loop transfer function of the uncompensated system is（未校正系统的开环传递函数如下） GH(s)= The system is difficult to design using a phase-lead network（使用相位超前校正难以满足性能要求） 选则 Kv=K/100, K=2000The step Response of uncompensated system is As figure:校正前系统Simulink实现如图：校正前单位阶跃响应图为：Phase-lag Compensator（滞后校正） Gc(s)=The compensated system Gc(s)H(s)=. =校正后系统Simulink如图所示：校正后系统的单位阶跃响应如图所示（Scope 波形图）：PID Controller被控对象G（s）=研究比例Kp，积分Ki和微分Kd对系统性能的影响系统的simulink的仿真图形为：1、纯比例控制 P Controller（Ki=0，Kd=0）调整Kp=0.5，1，1.5，2研究Kp对系统性能的影响（P.0%，Tp，Ts，Wd-振荡频率等），纯比例控制阶跃响应具有稳态误差。 Kp=0.5 Kp=1 Kp=1.5 Kp=22、比例积分控制（PI Controller）Kp=1，Kd=0，Ki=0.5,1,1.5,2.0，调整Ki,研究Ki 对系统性能的影响加入积分后，阶跃响应无稳态误差。PI controller阶跃响应图为： Ki=0.5 Ki=1 Ki=1.5 Ki=23、比例微分控制（PDController）Kp=1，Ki=0，Kd=0.5,1,1.5,2.0，调整Kd，研究Kd 对系统性能的影响 Kd=0.1 Kd=0.5 Kd=1.5 Kd=3.0 Kd=4.0 4、比例积分微分控制（PID Controller） Kp=1，Ki=1，Kd=1.5，PID阶跃响应图形为： PID自整定（Auto Tuning）的阶跃响应曲线Exercise 1。Mp 10.1 10.2 10.7 2。 研究（分析）Kp，Ki，Kd对系统性能（单位阶跃响应）的影响（essv，Ts，Tp，P.0%等）MP10.1某控制系统如图MP10.1所示，其中,请用MATLAB程序验证,系统的相角裕度约为，单位阶跃响应的超调量约为70 %.图MP10.1带有校正网络的控制系统MP10.2某单位负反馈系统如图MP10.2所示，试设计一个简单的比例控制器，使系统的相角裕度达到;并用MATLAB绘制系统的Bode图，检验设计是否满足要求。图MP10. 2带有比例控制器的反馈系统MP10.7某侧向波束导向系统的内回路如图MP10.7所示，其中飞机的传递函数为:若系统采用的PI控制器为:请设计该PI控制器：使系统单位阶跃响应的调节时间小于1s(i按2%准则)，单位斜坡响应的稳态误差小于0.1.然后通过仿真计算，验证设计结果。图MP10.7 侧向波束导向系统的内部回路2