麻省理工学院：《自动控制原理》课程教学资源（课件讲义）第39讲 波特图设计方针（vdv84）

波特图设计方针(vdv84) 1、相对稳定性:在穿越点或穿越点附近斜率为-20 db/ dec(仅当 没有右半平面的零点)。 2、稳态精度:低频段渐近线 3、工作区间内的精度:在适当的频段需要至少20dB 穿越频率:是带宽和响应速度的度量。a。≈0.635,可知远 离穿越频率段的行为: GG?1,M?0,= R 1+GG GGM=0,C。GG R 1+GGGG 5、抗干扰:高频段需要较小的M,保持低带宽

1 波特图设计方针（vdv 8.4） 1、相对稳定性：在穿越点或穿越点附近斜率为−20 / dB dec（仅当 没有右半平面的零点）。 2、稳态精度：低频段渐近线 3、工作区间内的精度：在适当的频段需要至少 20dB 4、穿越频率：是带宽和响应速度的度量。 0.635 ωc b ≈ ω ，可知远 离穿越频率段的行为： ?1, ?0, 1 1 c c dB c C G G GG M R GG = ≈ + 1, 0, 1 c c dB c c C G G GG M GG R GG = == ≈ + 5、抗干扰：高频段需要较小的MdB，保持低带宽

控制设计方法: 根轨迹 一需要系统的极零点形式 通常是一个很好的起点 对动态过程的了解 ●奈奎斯特图 用来判断稳定性 ●状态空间 全维状态反馈 ●尼柯尔斯图 系统必须是开环稳定的 波特图 最常用 系统必须是开环稳定的

2 控制设计方法： z 根轨迹 －需要系统的极-零点形式 －通常是一个很好的起点 －对动态过程的了解 z 奈奎斯特图 －用来判断稳定性 z 状态空间 －全维状态反馈 z 尼柯尔斯图 －系统必须是开环稳定的 z 波特图 －最常用 －系统必须是开环稳定的

Quanser系统的频率响应: 02 Freq 2 r/s Time(seconds) Q2 Frea 6r/s -10 Time(seconds)

3 Quanser 系统的频率响应：

Quanser系统频率响应数据: Freguency gadiel

4 Quanser 系统频率响应数据：

Quanser:频率响应数据 -Experimental Daa Frequancy radis System wrh motor pole ts=7

5 Quanser：频率响应数据

未校正的 Quanser系统 G(S) (S+10(s+0.086-1.14j)(s+0.086+1.14j) Bode Diagram Gm --23 dB(at 1.74 red/sec), Pm =-23 9 deg(at 4.88 rad/sec) 270 Frequency (rad/sec)

6 未校正的 Quanser 系统 250 ( ) ( 10)( 0.086 1.14 )( 0.086 1.14 ) G s s s js j = ++ − + +

Quanser+PI 250 (S+10(s+0.086-1.14js+0.086+1.14) 0.2(1+2.5s) Bode Diagram 100 150 MATLAB Handle Graphics 270 ⊥⊥⊥ Frequency (rad/sec)

7 Quanser+PI 250 ( ) ( 10)( 0.086 1.14 )( 0.086 1.14 ) G s s s js j = ++ − + + 0.2(1 2.5 ) ( ) c s G s s + =

Quanser+Pl+滞后-超前 250 (S+10(s+0.086-1.14j(s+0.086+1.14j) G2(s)= 0.2(1+2.5)(1+1.2s) s(1+0.05s) Bode Diagram Gm=4.45 dB(at 13 rad/sec), Pm=13.3 deg (at 9.8 rad/sec) MATLAB Handle Graphics 90 ⊥4⊥⊥⊥ MATLAB H Frequency (rad/sec)

8 Quanser+PI+滞后-超前 250 ( ) ( 10)( 0.086 1.14 )( 0.086 1.14 ) G s s s js j = ++ − + + 0.2(1 2.5 )(1 1.2 ) ( ) (1 0.05 ) c s s G s s s + + = +