實驗四simulink下的系統(tǒng)設計

1、基于simulink的控制系統(tǒng)設計smulink仿真環(huán)境下的串聯(lián)超前校正相位超前校正裝置的傳遞函數(shù)為Gc(s)=K,| z | I PlThe ope n-loop tran sfer function of the un compe nsated system is (未校正系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)如下)GH(s)=Ks(s 10)2The system is difficult to desig n using a phase-lead n etwork (使用相位超前校正難以滿足性能要求)選則 Kv=K/100,K=2000The step Resp onse of un compe nsat

2、ed system is As figure: 校正前系統(tǒng)Simulink實現(xiàn)如圖：StepeS g pePhase-lag Compensator (滯后校正)Gc(s)=s9(s0.10.0111)The compe nsated systemGc(s)H(s)=2000s(s 10)2s 0.1=222(s 0.1)29(s 0.0111) s(s 10) (s 0.0111)校正后系統(tǒng)Simulink如圖所示:校正后系統(tǒng)的單位階躍響應如圖所示（Scope波形圖）：1.41.20.80.28910PID Con troller被控對象G （s）二飛s3s23s 1研究比例Kp，積分Ki和

3、微分Kd對系統(tǒng)性能的影響系統(tǒng)的simulink的仿真圖形為:1、純比例控制 P Controller（ Ki=0，Kd=0）調整Kp=0.5，1，1.5, 2研究Kp對系統(tǒng)性能的影響（P.0%, Tp，Ts，Wd-振蕩頻率等），純比例控制階躍響應具有穩(wěn)態(tài)誤差。Kp=0.5Kp=1o.a0.80.&0402515205101520%11i - * Y sB fc *b * * B b 1B 嚴_1. Z-.i 1 ii a 1 i I;i A i hilB-iiiaiBWlaliiMpf 1 :J:i id : a j i. d! r s e is i r i ra d j t d t. .i

4、t. - a s r s 1 r M10Kp=2Kp=1.52、比例積分控制(PI Controller )Kp=1 , Kd=0, Ki=0.5,1,1.5,2.0，調整Ki,研究Ki對系統(tǒng)性能的影響加入積分后，階躍響應無穩(wěn)態(tài)誤差。PI controller階躍響應圖為:Ki=0.5Ki=120ID203040Ki=2Ki=1.53、比例微分控制(PDController)Kp=1，Ki=0，Kd=0.5,1,1.5,2.0,調整Kd，研究Kd對系統(tǒng)性能的影響0.70,60.40.30.2J1u2030400Kd=0.1Kd=0.5070.60.5040.3fl 71 1i . . H _

5、i . i .ii i i. J - -i . .a i. . i - B 1, 1kJ.010iii01020304007 rO.EAk 4 L A .1 L 4 k d i 4 I ii j - L u it . 4 3 i a. a ia u u x 0.50.4I K0.3-:0 2 a a is a si f i. a h d , a u 4 lui01:%10203C40Kd=3.0Kd=1.5Kd=4.04、比例積分微分控制(PID Controller )Kp=1 , Ki=1 , Kd=1.5, PID階躍響應圖形為:0.8f01410203040CInter active

6、tunangtime； 2.42 sec3 :J. PID自整定(Auto Tuning)的階躍響應曲線Exercise 1。Mp 10.1 10.2 10.72。研究（分析）Kp , Ki , Kd對系統(tǒng)性能（單位階躍響應）的影響（essv,Ts, Tp，P.0%等）MP10.1某控制系統(tǒng)如圖MP10.1所示，其中,10s 1Gcs請用MATLAB程序驗證，系統(tǒng)的相角裕度約為12，單位階躍響應的超調量約為70 %.R3屯回 G（s） （$）圖MP10.1帶有校正網(wǎng)絡的控制系統(tǒng)MP10.2某單位負反饋系統(tǒng)如圖 MP10.2所示，試設計一個簡單的比例控制器Gc s K，使系統(tǒng)的相角裕度達到45;并用MATLAB繪制系統(tǒng)的Bode圖,檢驗設計是否滿足要求MP10.7某側向波束導向系統(tǒng)的內回路如圖 MP10.7所示，其中飛機的傳遞函數(shù) 為：23s 23若系統(tǒng)采用的PI控制器為:Gc s請設計該PI