武汉理工大学《运动控制系统》课程设计说明书
于是，原始闭环系统的开环传递函数为
108.98(0.1065s?1)(0.0135s?1)（0.00167s?1) W(s)?
三个转折频率：
1T11T21T310.1065?1???9.4s?1
?2??10.0135?74.1s?1
?3??10.00167?600s?1
编写MATLAB程序如下：
k=108.98/(0.00167*0.1065*0.0135);z=[ ]; p=[-1/0.0067 -1/0.0135 -1/0.1065]; [num,den]=zp2tf(z,p,k); bode(num,den); margin(num,den); grid
所得伯德图如下图所示
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图9 系统校正前伯德图
由图可知系统不稳定。使用PI调节器，在原始系统的基础上新添加的部分传递函数应为：
1KPWpi(s)?Kpi?s?1KP?s
由于原始系统不稳定，表现为放大系数K过大，截止频率过高，应该设法把他们压下来。因此，把校正环节的转折频率
Kpi??T11Kpi?设置在远低于原始系统截止频率Wcl处,令
,使校正装置的比例微分项Kpi?s?1与原始系统中时间常数最大惯性环节
1?T1s?1?对消,从而选
Kpi??T1。
其次，为了使校正后的系统具有足够的稳定裕度，它的对数幅频特性应以
?20dBdec的斜率穿越0dB线，将原始的对数幅频和相频特性压低，使校正以后系统的
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WC2?1T2对数幅频和相频特性的截止频率
。这样，在WC2处，应有L1??L2或L3?0dB
根据以上两点，校正环节添加部分的对数特性就可以确定下来了： 取
Kpi??T1=0.1065s,为了使Wc2?1T2?74.1s?1，取Wc2?50s?1，在原始系统的伯德
图查得相应得L1=36dB，因而L2=-36dB。
从校正环节添加部分的对数特性看出：
L2??20lg(KpKpi）=-36,Kp?93
因此Kpi?1.474，??T1/Kpi ?0.072s
于是PI调节器的传递函数为：Wpi(s)?0.1065s?10.072s
最后选择PI调节器的阻容参数，选取R0?40K?,则
R1?KpiR0?1.474?40K??58.96K?，取R1?59K? C1??/R0?(0.072/40)?10?F?1.8?F，取C1?1.8?F
3校正后系统的开环传递函数为：
W(s)?108.980.072s(0.0135s?1)（0.00167s?1)
编写Matlab程序如下： num=1513.6
den=[0.000022545,1.01517,1,0] bode(num,den); margin(num,den);
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grid
所得伯德图如下图所示：
图10 校正后系统伯德图
由上图可知，校正后系统的幅值裕度和稳定裕度都满足稳定的条件。 综上所述，转速调节器的类型和参数选择是正确的，即选为PI调节器，参数为
R0?40K?，R1?58K?，C1?2?F。
4.3 校正后系统的动态结构图
校正后系统的动态结构图如图11所示。
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IdL(s) 0.15(0.012s?1) Un(s)* ?Un(s) Uc(s) 300.00167s?1+ U(s)c_ 0.1065s?10.072s Ud0(s)7.810.00144s?0.12s?12 n(s) 0.005 图11 校正后系统的动态结构图
5系统仿真
5.1搭建仿真图
截止电流环的实现使用Switch开关，开关具有选择功能，设置门槛电压等于0，step2也为0，当输入大于0时，输出上开关，当输入小于0时，输出下开关，如下图所示，即能实现电流截止功能。
图12 系统仿真图
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