SISO设计器教育课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,SISO设计器PPT讲座,例 3.28,一多环系统,其结构如图3.30所示，试用,LTI Viewer,求闭环系统的单位阶跃响应，分析系统的性能（最大超调量、峰值时间、调整时间、上升时间，稳态误差），绘制,波特图,、,奈奎斯特图。,解,虚线框为一内环，先化简，算出内环传递函数H(s),图 3.30 多环系统结构图,k1=16.7/.0125;,z1=-2;,p1=-1.25-4-16;,num1,den1=zp2tf(z1,p1,k1);,num,den=cloop(num1,den1);,syk=tf(10*num,den),num2,den2=cloop(10*num,den);,syb=tf(num2,den2),第4章MATLAB应用设计,4.1 线性控制系统设计工具（SISO设计器）,线性时不变系统浏览器LTI viewer是进行系统线性分析的最为直观的图形界面，使用LTI viewer使得用户对系统的线性分析变得简单而直观。其实LTI viewer只是控制系统工具箱中所提供的较为简单的工具，主要用来完成系统的分析与线性化处理，而并非系统设计。,SISO设计器是MATLAB控制系统工具箱所提供的一个非常强大的单输入单输出线性系统设计器，它为用户设计单输入单输出线性控制系统提供了非常友好的图形界面。在SISO设计器中，用户可以同时使用根轨迹图与波特图，通过修改线性系统零点、极点以及增益等传统设计方法进行SISO线性系统设计。,1启动SIS0设计器,在MATLAB命令窗口中键入如下的命令启动SISO设计器：,sisotool,或rltool.,启动SIS0设计器。,在默认的情况下，SISO设计器同时启用系统根轨迹编辑器与开环波特图编辑器。此时尚未进行系统设计，故不显示根轨迹与开环波特图。,2输入系统数据（,Import System Data）,在启动SIS0设计器之后需要为所设计的线性系统输入数据，选择SIS0设计器中,File,菜单下的,Import,命令，在显示对话框中完成线性系统数据输入。,数据来源与列表,系统数据,控制系,统结构,系统名称,可单击控制系统结构右下方的,Other,按钮改变控制系统结构。,注意：如果数据来源为,Simulink,系统模型框图，则必须对其进行线性化处理以获得,LTI,对象描述。因为,SISO,系统中的所有对象（,G,执行部件、,H,传感器、,F,预滤波器、,C,补偿器）均为,LTI(,线性时不变)对象。,使用系统默认的控制系统结构，并设置控制系统的执行结构（控制对象）数据,G,为 sys,，,其它的参数,H、F、C,均使用默认的取值（常数1）。然后单击,OK,按钮，此时在,SISO,设计器中会自动绘制此,负反馈线性系统的根轨迹图及系统开环波特图,。在系统根轨迹图中，兰色和表示控制对象,G,的零极点，红色表示系统补偿器,C,的零极点。用户可在编辑器中对系统的根轨迹进行控制与操作。,设置控制对象传递函数,对校正装置零极点的操作（增加、删除、改变分布）,校正装,置传函,例题4-1设控制系统如图所示，,要求：1、单位斜坡输入时，,位置输出稳态误差,2、开环截止频率 相角,裕度,3、幅值裕度,4、最大超调量小于10%，调整时间小于1S。,试设计串联 超前校正网络,超前校正网络设计,解：,1根据稳态误差要求确定开环增益k。,这是I型系统，,2绘制原系统频率特性,Sy1=zpk(,0,-1,10),3设计与分析系统,可使用零极点配置、根轨迹分析以及波特图分析等方法对线性系统进行设计。除对系统零极点的操作（增加、删除、改变分布）外，单击补偿器增益及传递函数区域可弹出补偿器设置对话框，设置补偿器C的增益、零点、极点等。,系统设计完成后，需进一步分析系统的开环或闭环响应，,以确保系统是否满足特定的设计需要。可以选择SISO设计器中Analysis,菜单下的,Responses to step command,绘制指定的闭环响应曲线。在打开的LTI浏览器上，可对系统性能如调整时间、峰值响应、上升时间等进行分析。,如果是设计线性离散系统，可选择,Tools,菜单下的,Continuous/Discrete Conversions,选项，对离散系统的采样时间、连续信号的离散化方法等进行设置。,4SISO设计器与,Simulink,的集成系统验证,使用SISO完成系统的设计之后，在系统实现之前必须对设计好的系统进行仿真分析，以确保系统设计的正确性。如果直接按照系统设计逐步建立系统的Simulink，将是一件麻烦的工作；SISO提供了与Simulink集成的方法，用户可以直接使用SISO设计器Tools菜单下的Draw Simulink Diagram直接由设计好的系统生成相应的Simulink系统框图。在生成Simulink系统模型之前，必须保存线性系统的执行结构、补偿器以及传感器等,LTI对象至MATLAB工作空间中。,注意：生成的Simulink系统模型的实现均采用了MATLAB工作空间中的LTI模块。在生成Simulink系统模型之后，便可以对设计好的系统进行仿真分析以验证系统设计的正确性。,Exp06_22.m,