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1、成绩金阪科扶号院题目控制系统的设计与校正课程名称院部名称专业班级学生姓名学号自动控制原理自动化姜文华课程设计地点课程设计学时指导教师C214一周陈丽换金陵科技学院教务处制.设计目的：1、了解控制系统设计的一般方法、步骤。2、掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。3、掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能。4、提高分析问题解决问题的能力。,设计内容与要求：设计内容：1、阅读有关资料。2、对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。3、绘制根轨迹图、Bode图、Nyquist图。4、设计校正系统，满足工作要求。设计条件
2、：1、已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为(n>777)0因小组而异。G(Q=5护+»严+匕2严2++bmci^sn+q$n1+^2'、~++%2、参数tz,和》0,片，匕2设计要求：1、能用MATLAB解复杂的自动控制理论题目。2、能用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标。3、能灵活应用MATLAB的CONTROLSYSTEM工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。三、设计方法，步骤，时间分配1、自学MATLAB软件的基木知识。包括MATLAB的基木操作命令、控制系统工具箱的用法等，并上机实验。1天2、基于MATLAB用频率法对系统进行串
3、联校正设计，使其满足给定的频域性能指标。要求程序执行的结果屮有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T,。等的值。1天3、利用MATLAB函数求出校止前与校止后系统的特征根，并判断其系统是否稳定，为什么？0.5天4、利用MATLAB作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正后的动态性能指标"％,".以及稳态误差的值，并分析其有何变化？0.5天5、绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交点的坐标和相应点的增益/C值，得出系统稳定时增益/C的变化范
4、圉。绘制系统校正前与校正后的Nyquist图，判断系统的稳定性，并说明理由？0.5天6、绘制系统校止前与校止后的Bode图，计算系统的幅值裕量，相位裕量,幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由？0・5天7、整理资料，撰写设计报告，准备答辩。0.5天0.5天!1!成绩考核方法及标准8、课程设计答辩。1、评判设计报告50%2、答辩成绩30%3、设计期间表现20%4、评分标准按本校教务处有关规定执行。五.设计主要参考资料1、《自动控制原理》教材程鹏主编机械工业出版社2、《机电控制工程》王积伟主编机械工业岀版社3、《MATLAB控制系统设计》欧阳黎明主
5、编国防工业出版社一、设计条件:已知单位负反馈系统的开环传递函数G（S）5o625S+；）（02S+「）'试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度了=50°,静态速度误差系数Kv=40s-',增益欲度30—40dBo二、设计方法和步骤1＞基于MATLAB用频率法对系统进行串联校正设计，使其满足给定的频域性能指标。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T,Q等的值。如下图所示。根据系统校止的一般步骤，先确定K0二40,然后输入如下程序得到校正前的波特图。>>clear»k0=40;»nl二1;>>dl=conv(con
6、v([l0],[0.06251]),[0.21]);»sl=tf(kO*nl,dl);>>margin(si)150.90(dep)OSBLQ:8022■50o5■mp)System:s1Frequency(rad/sec):2.46Phase(deg):-12510-110101102Frequency(rad/sec)根据相角裕量丫的要求，Y二Y0(Wcl)+4)c(Wcl),4>c(Wcl)取5°,bT=0.lWcl求得T二59.1求出丫0二55180+x二55Tx=-125由上图可知Wcl二2.46LO(wcl)=23.2根据公式201gb+LO(wc1
7、)=0求得b二0.069所以校正装置的传递函数为Gc(s)=4.081s-t-159.1s+1输入如下程序>>clear>>nl=conv([040],[4.0811]);>>dl=conv(conv(conv([10],[0.06251]),[0.21]),[59.11]);>>Gh=tf(nl,dl);>>margin(Gh)由上图可知Wc2=0.211LO(wc2)二26・1根据公式201gb+LO(wc2)=0求所以校正装置的传递函数为Gc(s)=476s+15.75s+1得b=0.8281bT=0.1Wc2求得T=5.75输入如下程序clear>>nl
8、=conv([040],
