Chuyên Đề khảo sát ứng dụng matlap trong điều khiển tự động- phần NHÓM LỆNH VỀ ĐÁP ỨNG TẦN SỐ (word)

(61 trang)

. Lệnh BODE
a) Công dụng:
Tìm và vẽ đáp ứng tần số giản đồ Bode.
b) Cú pháp:
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d)
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d,iu)
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d,iu,w)
[mag,phase,w] = bode(num,den)
[mag,phase,w] = bode(num,den,w)
c) Giải thích:
Lệnh bode tìm đáp ứng tần số biên độ và pha của hệ liên tục LTI. Giản đồ Bode dùng để phân tích đặc điểm của hệ thống bao gồm: biên dự trữ, pha dự trữ, độ lợi DC, băng thông, khả năng miễn nhiễu và tính ổn định.
Nếu bỏ qua các đối số ở vế trái của dòng lệnh thì lệnh bode sẽ vẽ ra giản đồ Bode trên màn hình.
bode(a,b,c,d) vẽ ra chuỗi giản đồ Bode, mỗi giản đồ tương ứng với một ngõ vào của hệ không gian trạng thái liên tục:

y = Cx + Du
với trục tần số được xác định tự động. Nếu đáp ứng thay đổi nhanh thì cần phải xác định nhiều điểm hơn.
bode(a,b,c,d,iu) vẽ ra giản đồ Bode từ ngõ vào duy nhất iu tới tất cả các ngõ ra của hệ thống với trục tần số được xác định tự động. Đại lượng vô hướng iu là chỉ số ngõ vào của hệ thống và chỉ ra ngõ vào nào được sử dụng cho đáp ứng giản đồ Bode.
bode(num,den) vẽ ra giản đồ Bode của hàm truyền đa thức hệ liên tục
G(s) = num(s)/den(s)
trong đó num và den chứa các hệ số đa thức theo chiều giảm dần số mũ của s.
bode(a,b,c,d,iu,w) hay bode(num,den,w) vẽ ra giản đồ Bode với vector tần số w do người sử dụng xác định. Vector w chỉ ra các điểm tần số (tính bằng rad/s) mà tại đó đáp ứng tần số giản đồ Bode được tính.
Nếu vẫn giữ lại các đối số ở vế trái của dòng lệnh thì:
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d)
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d,iu)
[mag,phase,w] = bode(a,b,c,d,iu,w)
[mag,phase,w] = bode(num,den)
[mag,phase,w] = bode(num,den,w)
Sẽ không vẽ ra giản đồ Bode mà tạo ra các ma trận đáp ứng tần số mag, phase và w của hệ thống. Ma trận mag và phase có số cột bằng số ngõ ra và mỗi hàng ứng với một thành phần trong vector w.
G(s) = C(sI –A)[SUP]-1[/SUP]B + D
mag(w) = ½G(jw)½
phase(w) = ÐG(jw)
Góc pha được tính bằng độ. Giá trị biên độ có thể chuyển thành decibel theo biểu thức:
magdB = 20*log10(mag)
Chúng ta có thể dùng lệnh fbode thay cho lệnh bode đối với các hệ thống có thể chéo nhau. Nó sử dụng các thuật giải nhanh hơn dựa trên sự chéo hóa của ma trận hệ thống A.
d) Ví dụ:
Vẽ đáp ứng biên độ và pha của hệ bậc 2 với tần số tự nhiên w[SUB]n[/SUB]= 1 và hệ số tắt dần z = 0.2
[a,b,c,d] = ord2(1,0.2);
bode(a,b,c,d)
grid on
và ta được giản đồ Bode đáp ứng tần số của hệ thống như sau: