控制系统MATLAB仿真作业学习资料

1、控制系统MATLAB仿真作业秸品文档快鬲娜玻夫孝SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY控制系统仿真学生姓名：学 号：院（系）：班 级：任课教师：2010年 月 日收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档两输入两输出系统选择适当的参数，用PID调节器及Smith预估器控制大滞后系统,设计一个两输 入两输出系统，并用MATLAB仿真，在20%范围内改变参数，研究其性质。 系统矩阵如下：要求满足M10； 丁22 5-结构图如下：设置参数如下：且保持不变取 K12=6, T1：= 1. 5, Ti：=30收集于网络.如有便权请联系管理员删除粘品文档K2

2、i=5, T：i=1. 2, T2i=30其PID函数为：1. G1 (s) = 0.05 (l+l/30s+5s/0. 5s+l)2. G2 (s) = 0.05 (l+l/30s+5s/0. 5s+l)Y1,Y2输出波形如下：【二】20%范围内改变参数，研究其性质(1)其他值保持不变，h j增加，即：Ti：=2, Ti：=50 ; T2i=l. 2, t：i=30此时：Y1,Y2输出波形如下：(2)其他值保持不变，Tn m减小，即收集于网络.如有便权请联系管理员删除粘品文档Ti2= 1, Tn=10 ; T：i1. 2, T2i=30此时：Y1,Y2输出波形如下:M ScopefM Sco

3、pel120f1fIIr /r Jfiii；侮自qqq盹is瑙 a10020806040024681010080604020%Time offset: 0Tims offset: 0(3)其他值保持不变，T22 曾加，即:Ti2 1. 5, Ti230 / Tsi2, T2i50此时：Y1,Y2输出波形如下:(4)其他值保持不变，T22心减小，即:T12 1. 5, T1230 / Tsi1, T2110此时:Y1,Y2输出波形如下：收集于网络.如有便权请联系管理员删除精品文档M ScopeI O 回W 1H Scopel| CD S却毬旨ft 3 A亠PPP啊集Time offset 0分析

4、总结*借助MATLAB软件我们可以轻易的模拟大滞后系统,对其进行控制 仿真，Smith预估器的基本原理就是预先估计出过程在基本扰动下的 动态特性,然后由预估器进行补偿力图使被延 迟了柏勺被调量超前反映的调节器，使调节器提前动作，从而明显的减 小超调量和加速调节过程。二双闭环直流调速系统1转速、电流双闭环控制系统双闭环直流调速系统动态结构图收集于网络，如有侵权请联系管理员删除1.51 “1.5x136粘品文档在转速环、电流环的反馈通道和输入端增加了转速滤波、电流滤波和给定 滤波环节。因为电流检测信号中常含有交流成分，须加低通滤波，其滤波时间 常数匚按需要而定。滤波环节可以抑制检测信号中的交流分量

5、，但同时也个反 馈检测信号带来延迟。所以在给定信号通道中加入一个给定滤波环节，使给定 信号与反馈信号同步，并可使设计简化。由测速发电机得到的转速反馈电压含 有电机的换向纹波因此也需要滤波，其时间常数用匚“表示。2 双闭环直流调速系统计算某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装習采用三相桥式全控整流电路，基本数据如下：l直流电动机：Un = 220U、IN =136A . nN = 1460 广/min ,Ce = 0.132 V /(r nmii_1),允许过载倍数入-1.5 ;2. 晶闸管装垃放大系数：Ks = 40 ;3. 电枢回路总电阻：R-0.5Q ；4. 时间常数：Tl-O.OSs,

6、 Tm-0.3s;5电流反馈系数：0 = 0.05V/4 ;6.转速反馈系数：a = 如 =2 nN 1460设计要求：静态指标：无静差；动态指标：电流超调量o； 5%,空载起动到额定转速时的转速 超调量510%。(-)电流环的设计l确定时间常数(1) 整流装罰带后时间常数7；。三相桥式电路的平均失控时间7； =0.017$ ;(2) 电流滤波时间常数7；”。三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms,为了基本滤平波头，应有(1 2)Tw. = 3.33/m ,因此取乙=2ms = 0.0025 ；收集于网络.如有便权请联系管理员删除精品文档电流环小时间常数兀按小时间常数近似处理，取兀=人+乙=

7、00037几2确定将电流环设计成何种典型系统根据设计要求a 5%,而且-= m =8.11 o这样才能保持Id -conto由于ACR是PI调节器，要使它的输出呈按线性增长，其输入偏差电压厶比=1： _比必须维持一定的恒值，也就是说， 匚应略低于/加。此外还应指出，为了保证电流环的这种调节作用，在起动过程中电流调节器是不能饱 和的，同时整流装垃的最大电流U咖也须留有余地，即晶闸管装舊也不应饱和，这都是设计中必须注意 的。收集于网络，如有侵权请联系管理员删除粘品文档第川阶段：t,以后是转速调节阶段。此时n = n , U”=U：,但由于积分作用，U： =U：所以电动机仍在最大电流下加速，必然使转

8、速必超调，当n n时，” ,使asr 退出饱和状态，其输出电压即acr的给定电压:迅速下降，匚也迅速下降。但由于/血，在一 段时间内，转速仍继续增加。当Id = IdL时，Tc=Tl,竺=0, n达到最大值（D时刻）。此后，电at动机在负载的阻力下减速，与此相应，电流/d也出现一段小与/血的过程，直到稳定。在这最后的转速 调节阶段内，ASR与ACR都不饱和，同时起调节作用。由于转速调节在外环，ASR处于主导地位，而 ACR的作用则是力图使匚尽快地跟随ASR的输出呈U：,或者说，电流内环是一个电流随动子系统。 总上所述，双闭环调速系统的起动过程有三个特点：饱和非线性;转速必超调:准时间最优控制。转速环与电流环的关系：外环的响应比内环慢，这是按上述工程设计方法设计多环控制系统的特点。这样 做，虽然不利于快速性，但每个控制环木身都是稳定的，对系统的组成和调试工作非常有利。5小结双闭环调速系统起动过程的电流和转速波形是接近理想快速起动过程波形的。按照ASR在起动过程 中的饱和情况，可将起动过程分为三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节阶段。从起动时 间上看，II阶段恒流升速是主要的阶段，因此双闭环系统基本上实现了电流受限制下的快速起动，利用了 饱和非线性控制方法，达