电机定位系统校正 (BODE图)

电机定位系统校正(BODE图)

MATLAB软件具有强大的计算能力和绘图功能，能够快速、准确地做出频域特性曲线。利用MATLAB绘制系统的Bode图，为控制系统设计和分析提供了极大的方便。

1. 创建M-file文挡，并输入如下程序，运行后生成LTI对象my_sys：

J=3.2284e-6;

b=3.5077e-6;

K=0.0274;

R=4;

L=2.75e-6;

num=[0 0 0 K];

den=[(J*K) (J*R+(L*b)) ((b*R)+K^2) 0];

my_sys=tf(num,den);

打开Matlab7.0软件，并新建一个空文档，将程序复制到文档内，如图1所示：

图1

2.运行程序并保存运行结果。如图2所示：

图2

3.打开Start-Toolboxes—Control System—SISO Design Tool。启动SISO Design，如图3所示

图3

4.将my_sys程序导入到SISO Design Tool中，如图4所示

图4

5.在View菜单中，关闭根轨迹显示，只显示开环的Bode图。如图5所示

图5

6. 加积分环节；加零点（60角频率）将各个参数进行积分：空白处右键—Add Pole/Zero—Integrator。如图6所示：

图6

7.在magnitude曲线加零点，然后Analysis菜单下Response to Step Command 指令。如图7所示：

图7

8.在管理反馈界面中，只显示闭环的r与y的关系—LT1 Viewer For SISO Design Tool界面空白处右键—Systems—Closed Loop ：r to u （green），如图8所示：

图8

9.添加零点和极点，如图8所示，并移动极点、零点和线的位置，调整LT1 Viewer For SISO Design Tool窗口中函数图像的变化直到符合Bode图，如图9所示：

图9

10.用鼠标上下移动观察阶越响应的超调量变化，满足校正要求。如图10 所示：

图10

11.从analysis→closed loopbode调用LTI viewer分析闭环BODE图。如图11所示：

图11

通过Bode图，可以直观的看出系统的幅值/增益随频率变化的特性及相位随频特变化的特性。幅频特性和相频特性是频率域分析最重要的两个参数，系统的表现如何、是否稳定，几乎完全依赖于这两个特性，因此，分析系统内部的各部分的Bode图，就是进行稳定性分析，并根据规则和准则，改变系统参数，设计出符合要求的稳定的系统。一个元件、一个网络、一个子系统，只要有输入和输出，就有对应的幅频和相频特性，就可以做出Bode图。