matlab sisotool讲解
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MATLAB SISOTOOL 工具箱简介
SISOTOOL工具箱简介
Matlab的Control System工具箱提供了单输入单输 出系统补偿器的设计工具 Sisotool 。 Sisotool 是 Single Input Single Output Toolbox的缩写,它是 Matlab 的 Control System 工具箱的子工具箱。 Sisotool 工具箱能够利用根轨迹图或开环系统的 Bode图,通过修改线性系统零点、极点以及增益 等传统设计方法实现系统控制器的设计。在设计 控制器时还可以设计相关的约束条件,例如阻尼 比、自然频率、超调量、幅值裕度和相位裕度等, 设计后还可以显示校正后闭环系统的阶跃响应和 闭环系统的频率特性等。
C ( s)
控制器
G( s)
电液伺服机构
图1
SISOTOOL工具的使用方法
图2
SISOTOOL工具的使用方法
点击“File”
“Import”导入系统G
SISOTOOL工具的使用方法
设置约束条件,在“Edit” Coபைடு நூலகம்strants" "New"
"Root Locus"
"Design
分别设置设置“ Setting Time”为0.05
SISOTOOL工具的使用方法
在Matlab命令窗口中输入
>>sisotool 工具箱即可启用
例子1
有一电液伺服机构的传递函数为
40000000 G(s) s( s 250)( s 2 40s 90000)
用上述的电液伺服机构可以构成闭环位置伺服系统,如图1 所示,设计控制器C使该系统的单位阶跃响应满足下列条件 1、调整时间 ts 0.05s 2、超调量 M P 5%
sisotool工具的使用方法?在matlab命令窗口中输入sisotool工具箱即可启用例子1?有一电液伺服机构的传递函数为2400000002504090000gsssss用上述的电液伺服机构可以构成闭环位置伺服系统如图1所示设计控制器c使该系统的单位阶跃响应满足下列条件1调整时间2超调量5pm005stsgscs?图1sisotool工具的使用方法图2sisotool工具的使用方法?点击file?import导入系统gsisotool工具的使用方法?设置约束条件在editrootlocusdesignconstrantsnew?分别设置设置settingtime为005percentovershoot为5
“Percent Overshoot”为5。
SISOTOOL工具的使用方法
调整控制器的增益 设计控制器,使得闭环极点放在所需的位置,为了满足 调整时间和超调量的要求,系统的闭环主导极点应位于 淡粗线所围成的区域内,在靠近虚轴的复数开环极点的 左侧加入一对共轭复零点,同时在淡粗线所围成的区域 内的附近添加一对共轭复极点。拖动加入的零点和极点 来调整控制器的零点和极点的位置,拖动任一方块来调 整增益的值,使得系统新的闭环主导极点落在淡粗线所 围成的区域内。
SISOTOOL工具的使用方法
例子2
Nc
C(s)
g
I
zc
Gd (s)
z
Gg ( s)
G2 ( s)
G1 ( s)
Na
Ga (s)
N
图2-1 俯仰通道稳定控制系统方框图
I 0.18
20000( s 23) C (s) s( s 50) 2
设计总结
利用SISOTOOL工具箱方便地设计出经典控制系统,但是 控制器零极点的选择仍需要不断试凑,直到基本满足性 能要求。因此在设计过程中,必须注意以下规律: 有意识地在系统中加入适当的零点,以抵消对动态过程 影响较大的不利极点,使系统的动态过程获得改善。 要正确配置闭环主导极点的位置。把系统的设计要求表 示成希望极点的区域。通过加入适当的零点和极点,使 得系统的闭环主导极点落在希望的区域。 如要求系统快速性好,则闭环极点应远离虚轴;若要系 统平稳性好,则闭环负数极点对应设置在于负实轴夹角 较小的等阻尼比线上
SISOTOOL工具箱简介
Matlab的Control System工具箱提供了单输入单输 出系统补偿器的设计工具 Sisotool 。 Sisotool 是 Single Input Single Output Toolbox的缩写,它是 Matlab 的 Control System 工具箱的子工具箱。 Sisotool 工具箱能够利用根轨迹图或开环系统的 Bode图,通过修改线性系统零点、极点以及增益 等传统设计方法实现系统控制器的设计。在设计 控制器时还可以设计相关的约束条件,例如阻尼 比、自然频率、超调量、幅值裕度和相位裕度等, 设计后还可以显示校正后闭环系统的阶跃响应和 闭环系统的频率特性等。
C ( s)
控制器
G( s)
电液伺服机构
图1
SISOTOOL工具的使用方法
图2
SISOTOOL工具的使用方法
点击“File”
“Import”导入系统G
SISOTOOL工具的使用方法
设置约束条件,在“Edit” Coபைடு நூலகம்strants" "New"
"Root Locus"
"Design
分别设置设置“ Setting Time”为0.05
SISOTOOL工具的使用方法
在Matlab命令窗口中输入
>>sisotool 工具箱即可启用
例子1
有一电液伺服机构的传递函数为
40000000 G(s) s( s 250)( s 2 40s 90000)
用上述的电液伺服机构可以构成闭环位置伺服系统,如图1 所示,设计控制器C使该系统的单位阶跃响应满足下列条件 1、调整时间 ts 0.05s 2、超调量 M P 5%
sisotool工具的使用方法?在matlab命令窗口中输入sisotool工具箱即可启用例子1?有一电液伺服机构的传递函数为2400000002504090000gsssss用上述的电液伺服机构可以构成闭环位置伺服系统如图1所示设计控制器c使该系统的单位阶跃响应满足下列条件1调整时间2超调量5pm005stsgscs?图1sisotool工具的使用方法图2sisotool工具的使用方法?点击file?import导入系统gsisotool工具的使用方法?设置约束条件在editrootlocusdesignconstrantsnew?分别设置设置settingtime为005percentovershoot为5
“Percent Overshoot”为5。
SISOTOOL工具的使用方法
调整控制器的增益 设计控制器,使得闭环极点放在所需的位置,为了满足 调整时间和超调量的要求,系统的闭环主导极点应位于 淡粗线所围成的区域内,在靠近虚轴的复数开环极点的 左侧加入一对共轭复零点,同时在淡粗线所围成的区域 内的附近添加一对共轭复极点。拖动加入的零点和极点 来调整控制器的零点和极点的位置,拖动任一方块来调 整增益的值,使得系统新的闭环主导极点落在淡粗线所 围成的区域内。
SISOTOOL工具的使用方法
例子2
Nc
C(s)
g
I
zc
Gd (s)
z
Gg ( s)
G2 ( s)
G1 ( s)
Na
Ga (s)
N
图2-1 俯仰通道稳定控制系统方框图
I 0.18
20000( s 23) C (s) s( s 50) 2
设计总结
利用SISOTOOL工具箱方便地设计出经典控制系统,但是 控制器零极点的选择仍需要不断试凑,直到基本满足性 能要求。因此在设计过程中,必须注意以下规律: 有意识地在系统中加入适当的零点,以抵消对动态过程 影响较大的不利极点,使系统的动态过程获得改善。 要正确配置闭环主导极点的位置。把系统的设计要求表 示成希望极点的区域。通过加入适当的零点和极点,使 得系统的闭环主导极点落在希望的区域。 如要求系统快速性好,则闭环极点应远离虚轴;若要系 统平稳性好,则闭环负数极点对应设置在于负实轴夹角 较小的等阻尼比线上