26基于频率法的超前校正(李萌)

《26基于频率法的超前校正(李萌)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：李萌专业班级：电气1101指导教师：肖纯工作单位：自动化学院题目:基于频率法的超前校正设计初始条件：已知系统的传递函数模型为：要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）掌握采用频率法设计超前校正装置的具体步骤；（2）设计超前校正环节，使其校正后系统的静态速度误差系数，相角裕度大于；（3）采用Matlab工具进行分析设计，并绘制校正前后系统的单位阶跃响应曲线，开环Bode图和Nyquist图；（4）分析比较采用校正前后的Bo

2、de图和Nyquist图，说明其对系统的各项性能指标的影响。总结频率法校的优缺点及其适应条件；（5）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须写清楚分析计算的过程，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料1.5分析、计算2.5编写程序2撰写报告1.5论文答辩0.5指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书目录摘要11串联超前（微分）校正21.1RC超前网络21.2串联超

3、前校正32控制系统校正前分析42.1用MATLAB做出校正前系统的阶跃响应曲线、伯德图和奈奎斯特图42.1.1系统的开环传递函数42.1.2校正前系统的单位阶跃响应曲线42.1.4校正前系统的奈奎斯特图62.2稳态误差分析63控制系统超前校正分析设计73.1串联超前校正原理分析73.2理论计算83.3采用MATLAB工具进行串联超前校正设计93.3.1利用MATLAB进行超前校正设计的程序93.3.2利用MATLAB工具设计超前校正结果113.3.2.1校正环节传递函数及校正后系统传递函数114控制系统校正前后的对比154.1控制

4、系统校正前后的阶跃响应曲线、伯德图和奈奎斯特图对比154.1.1系统校正前后单位阶跃曲线对比及分析154.1.2系统校正前后伯德图与奈奎斯特图对比165频率法校正优缺点及适用条件185.1频率法超前校正的优缺点及适用条件185.1.1频率法超前校正的优缺点：185.1.2频率法超前校正的适用条件：185.2频率法校正的其他情况185.3频率法校正的优缺点及适用条件196 课程设计总结 207参考文献  21武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书摘要自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的

5、自动调节原理，并主要用于工业控制。控制系统通常是由被控对象、控制器和检测环节组成，一般情况下，仅仅依靠被控对象本身的特性不可能同时满足对系统所提出的各项性能指标的要求。因此需引入校正装置改善系统的性能。本文是利用《自动控制原理》中所学的知识，结合MATLAB软件，对系统进行频率法超前校正以使其性能指标满足要求，并对超前校正进行一定分析。关键字：传递函数相位裕度频率法超前校正23武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书1串联超前（微分）校正1.1RC超前网络RC超前网络的传递函数为(1)式中(2)为了讨论问题的方便，在网络前（或后

6、）附加一个放大器，使其放大系数等于。这样的超前网络作为校正装置，其传递函数可看成为(3)超前网络对频率在1/aT～1/T之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围内，输出信号的相角超前于输入信号的相角。超前网络的名称也由此而来。当频率等于最大超前角频率时，相角超前量最大，以表示。而又恰好是频率1/aT和1/T的几何中点，即(4)因此(5)最大超前角为(6)根据三角函数两角求和公式，可解得或(7)上式表明，仅与值有关，值选得越大，则超前网络的微分效应越强。实际选用的值必须考虑到网络物理结构的限制及附加放大器的放大系数等原因，一般取

7、值不大于20。此外，处的对数幅值为（8）23武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书1.2串联超前校正利用超前网络进行串联校正的基本原理，乃是利用超前网络相角超前特性。只要正确地将超前网络的交接频率1/aT和1/T设置在待校正系统截止频率的两边，就可以使已校正系统的截止频率和相裕量满足性能指标要求，从而达到改善系统动态性能的目的。串联超前校正设计的一般步骤为（1）根据稳态误差要求，确定开环增益K。（2）在已确定K值条件下，计算未校正系统的相裕量。（3）根据指标要求，确定在系统中需要增加的相角超前量。（4）由式（7）确定值及值，在

8、未校正系统的对数幅频特性曲线上找到幅值等于－点所对应的频率，即为，这一频率为所选网络的，并且在此频率上将产生最大超前相角值。（5）确定超前网络的交接频率＝1/aT，＝1/T。（6）验算。23武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书2控制系统校正前