摘 要: 通过atlab/siulink建立某一随动系统的仿真模型,并分析该系统的性能。首先用siulink建立的仿真模型求出系统的单位阶跃响应曲线,根据响应曲线判断系统的稳定性。当系统的性能不能满足所要求的性能指标时,通过调整系统参数和增添校正装置来改善系统性能,并展示方便灵活的动态仿真结果。结果表明,利用atlab/siulink分析自动控制系统简单、快捷、高效。关键词:随动系统; siulink; 仿真模型; 性能分析
perfrane analysis and siulatin f autati ntrl syste based n siulink
ang li-fang1, zhu xia-hua2, ta yan-lin3
(1.kuning university, kuning 650118, hina; 2. guangxi university f tehnlgy, liuzhu 545006, hina;
3. qujing nral university, qujing 655011, hina)
abstrat: a siulatin del f a ertain serv syste is established ith atlab / siulink, and the perfranes f the syste are analyzed. the unit step respnse urve f the syste is dedued ith the siulatin del established by siulink, and then the stability f the syste is deterinated arding t its unit step respnse urve. hen the perfrane f syste an nt eet the required perfrane indexes, the syste perfrane an be iprve by adjusting the syste paraeters and adding a pensatr. it indiates the results f nvenient and flexible dynai siulatin. the results sh that the ethd t analyze autati ntrl syste by the aid f atlab / siulink is siple, fast and effiient.
keyrds: serv syste; siulink; siulatin del; perfrane analysis
收稿日期:2010-06-15
随着科学技术的发展,利用计算机对控制系统进行仿真和分析,是研究控制系统的重要方法。自动控制系统主要利用atlab高级语言对其进行计算机分析[1]。atlab是一套高性能的数值计算和可视化软件,它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用户环境。atlab软件的开发与应用,使得自动控制的研究方法发生了深刻的变化;功能强大的atlab软件使自动控制系统的仿真与设计变得简单、精确和灵活。如今atlab已成为控制领域应用最广的计算机辅助工具软件[2],它的出现给控制系统的分析提供了极大的方便[3-4]。siulink是atlab的重要组件之一,它提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。 在环境中,无需书写大量的程序,只要通过简单直观的鼠标操作,就可以构造出复杂的仿真系统。siulink的模块库为用户提供了多种多样的功能模块,这是一笔非常丰富的资源。其中,基本功能模块有连续系统、离散系统、数学运算模块、输入源模块和接收模块等[5]。
1 运用atlab 软件进行系统分析
假设某一随动系统的开环传递函数为[2,6]:
g(s)=120/[s(0.2s+1)(0.01s+1)]
其系统结构框图如图1所示。
图1 随动系统框图
1.1 判断系统的稳定性
键入siulink命令后,打开系统模型库,在新建模型窗口中直接加入所需要的模块,经模块连接后得该系统的仿真模型[5,7-10],如图2所示。双击spe模块,即可得到如图3所示的单位阶跃响应曲线。
图2 siulink系统仿真模型
从图3所示随动系统的单位阶跃响应曲线波形可以看出,该系统为不稳定的发散状况。
1.2 改善系统性能
在此通过在系统的前向通路中串联校正装置改变系统结构,以达到改善系统性能的目的。
1.2.1 比例(p)校正
如图4所示,在固有系统的前向通路中串联比例调节器,其中k =0.2,以降低系统的增益。双击spe模块,即可得到比列(p)校正后的单位阶跃响应曲线,如图5所示。
图3 随动系统的单位阶跃响应曲线
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