此时将该组参数代入simulink进行仿真,得到超调量为13%,调节时间为2.38秒由于系统引入了一个零点,实际工程中超调量和调节时间都会有所增加,根据分析与试验,我们为了使其减小超调量,适当增加了Td的值,经反复修改及验证,最终确定使Td =0.8,其余参数都不变能使得系统超调较小并且跟踪迅速即调节时间小,再次将修改后的参数代入simulink进行仿真,得到此时的超调量为4.25%,调节时间为0.6123秒,满足对系统的要求。
2.2.5验证
根据仿真获得的超调量与调节时间我们反过来推算与验证是否符合主导极点的概念:
-ln?%??=??%?e???/1??2?π2+(ln?%)2???3.53.5????ts????3.5?w???ts??
解得:
-ln?%?=0.69??=22π+(ln?%)?????3.5=2.98?ts??
此时:主导极点实部为:
??=2.0562a=7.84,为3.8倍的关系,符合要求。
此时根轨迹图形为:
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于是我们得到一组较好的参数:P=39.48,D=31.584
G39.48(1?0.8s)P(s)GC(s)=s(s?1)(s?10)
此时simulink仿真如下: ①接线图:
②波形图:
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三、实验结果及分析
3.1 EWB仿真结果
利用比例微分环节的模拟电路,计算各个电阻和电容值的大小。
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?G(s)??K(Ts?1)??K?R2/R1 ?T?RC?2解得R1=800K R2=320K C=1uf
multisim仿真图如下:
EWB仿真显示的波形图如下:
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经放大:
由实验结果可以知道,这组参数实验证明是可行的,可以使系统快速的达到稳定,经过反复试验,我们发现稍微改变R1与R2的阻值,会使最后的结果稳定在1000的偏上与偏下,并且如果将图形放大,会发现有一定的干扰。
3.2 matlab仿真结果
Matlab编程如下 s=tf('s'); t=0:0.005:10;
G=39.84*(1+0.8*s)/(s*(s+1)*(s+10)); G1=feedback(G,1); step(G1,t);
于是仿真得到如下图形: ①未加PD其阶跃响应曲线如下:
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