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1、自动控制理论课程设计报告班级：电力102班姓名：王坤学号：3100651040指导老师：杨晓萍李辉梁振峰水利水电学院2013年6月27日18一．题目已知一负反馈系统的被控对象的开环传递函数为，试设计一串联校正环节。要求：（1）相位裕量不小于40°；（2）保证稳态误差系数（位置误差系数）当频率不超过0.01时应满足；（3）为提高抗噪声能力，应保证校正后不增加带宽。二.原系统分析单位负反馈系统的开环传递函数为：易知该原系统闭环传递函数为：编程绘制其单位阶跃响应曲线，伯德图，根轨迹，奈氏图如下，并计算出有关参数：2.1原系统的单位阶跃响应图1）程序如下clearnum=50;den
2、1=conv([0.11],[11]);den2=conv([201],[201]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型sys=feedback(sys,1)%建立原系统的闭环传递函数模型t=0:0.1:500;[y,t]=step(sys,t);%求出原系统的单位阶跃响应ytr=find(y>=1);18rise_time=t(ytr(1))%计算上升时间[ymax,tp]=max(y);peak_time=t(tp)%计算峰值时间max_overshoot=ymax-1%计算超调量s=length(t);
3、whiley(s)>0.98&y(s)<1.02s=s-1;endsettling_time=t(s)%计算调整时间figure(1)plot(t,y,'k',t,ones(length(t),1),'k-.')%绘制响应曲线title('PlotofUnit-Stepresponsecurves','Position',[52.22],'Fontsize',8)xlabel('Time(sec)','Position',[9.8-0.15],'Fontsize',8)ylabel('Response','Position',[-0.251],'Fontsize',8)2）运
4、行结果如下：Transferfunction:50-----------------------------------------------------40s^4+444s^3+444.1s^2+41.1s+51rise_time=5.6000peak_time=495.2000max_overshoot=169.3991settling_time=5003）绘出原系统的单位阶跃响应如图1所示：18图1根据结果得原系统的超调量=169.3991，上升时间=5.6000，峰值时间，调节时间=500。由单位阶跃响应曲线的发散性知，原系统不稳定。2.2原系统的Bode图2.2.
5、1原系统的开环Bode图1）应用Matlab绘制出开环系统Bode图，程序如下：clearnum=50;den1=conv([0.11],[11]);den2=conv([201],[201]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型margin(sys)[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys)hold18运行结果如下：Gm=0.7953Pm=-4.0198Wcg=0.3042Wcp=0.34022）原系统开环Bode图如图2：图2由Bode图可知，增益裕量=0.7953<1，相角裕量=-4.019
6、8<0，原系统不稳定。幅值剪切频率Wcg=0.3042，相位剪切频率Wcp=0.3402。由Bode图确定原系统谐振峰值、带宽1）程序如下：clearnum=50;den1=conv([0.11],[11]);den2=conv([201],[201]);18den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型bode(sys);[m,p,w]=bode(sys);mr=max(m)wr=spline(m,w,mr)2）运行结果如下：mr=49.9800wr=1.0000e-003因此原系统的谐振峰值=49.9800，带宽=0
7、.0012.2.2原系统的闭环Bode图1）应用Matlab绘制出闭环系统Bode图，程序如下：clearnum=50;den1=conv([0.11],[11]);den2=conv([201],[201]);den=conv(den1,den2);sys=tf(num,den);%建立原系统的开环传递函数模型sys=feedback(sys,1);%建立原系统的闭环传递函数模型margin(sys)[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(sys)holdon运行结果如下：Gm=InfPm=-3
