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第6章 控制系统计算机辅助设计

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为

主要内容基于传递函数的控制器设计方法 状态反馈控制 基于状态空间模型的控制器设计方法

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6.1基于传递函数的控制器 设计方法6.1.1 串联超前滞后校正器

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为

超前校正器

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为

滞后校正器

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为

超前滞后校正器

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为

6.1.2 超前滞后校正器的设计方法 基于剪切频率和相位裕度的设计方法

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为

超前滞后校正器的设计规则：

且

系统静态误差系数为

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为

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为

【例6-1】

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为

超前滞后校正器 超前校正器

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为

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为

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为

基于模型匹配算法的设计方法假设受控对象的传递函数为 ，

期望闭环系统的频域响应为超前滞后校正器的一般形式为

,

使得在频率段

内闭环模型对期望闭环模型

匹配指标为最小

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为

提出了下面的设计算法

其中

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为

其中，gp 和 f 分别为受控对象和期望闭环

系统的传递函数模型，w1 和 w2 为需要拟合的频率段上下限。

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为

【例6-2】受控对象模型为

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为

6.1.3 控制系统工具箱中的设计界面控制器设计界面

界面允许选择和修改控制器的结构，允许添 加零极点，调整增益，从而设计出控制器模型。

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为

【例6-3】受控对象和控制器的传递函数模型分别为

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为

6.2 基于状态空间模型的 控制器设计方法6.2.1 状态反馈控制

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为

将 态方程模型可以写成

代入开环系统的状态方 下，系统的闭环状

程模型，则在状态反馈矩阵

如果系统 到任意地方。2014-11-27

完全可控，则选择合适的

矩

阵，可以将闭环系统矩阵

的特征值配置