自控课程设计-- 频域校正法

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1、自动控制课程设计西安石油大学课程设计电子工程学院_自动化_专业自1004班题目频域校正法02题学生陶泽文指导老师陈延军二○一二年十二月11自动控制课程设计《自动控制理论I》《自动控制理论》课程设计任务书题目频域分析法02题学生姓名陶泽文学号4专业班级自1004设计内容与要求一．设计内容:单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=20/s(0.001s+1)(0.5s+1)，设计系统使相角裕量r>=65,幅值裕量为34db。二．设计要求：1.编程绘制原系统的Bode图，并计算出原系统的幅值裕量及相角裕量；2.选择校正方式，进行校正装置的设计，得出相应的校正装置的参数；

2、3.编程绘制校正装置的Bode图，并计算出校正后系统的幅值裕量及相角裕量；4.整理设计结果，提交设计报起止时间2012年12月27日至2012年12月31日指导老师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名陶泽文2012年12月27日11自动控制课程设计目录一、课程设计题目：..................................4二、设计思想................................................4三、设计内容................................................41

3、.做原系统的Bode图，检查是否满足题目要求。........................................................42.求校正装置的传递函数。......................63.检验系统校正后是否满足题目要求。7四．设计结论..............................................10五．设计心得..............................................11六、参考文献....................................

4、..........1111自动控制课程设计一．课程设计题目：单位负反馈系统的开环传递函数为G(s)=20/s(0.001s+1)(0.5s+1)，设计系统使相角裕量r>=65,幅值裕量为34db。二、设计思想：系统的设计，就是在系统中引入适当的环节，用以对原有系统的某些性能进行校正，使之达到理想的效果。本题目中，系统的性能指标以相角裕量、幅值裕量的形式给出，所以采用频域法对系统进行校正，改变系统的频域特性形状，使校正后系统的频域特性具有合适的低频、中频和高频特性，以及足够的稳定裕量，从而满足所要求的性能指标三、设计内容1.做原系统的Bode图，检查是否满足题目要

5、求检查是否满足题目要求。根据自动控制理论与题意，系统传递函数已经给出，现检查原系统的频域性能指标是否满足题目要求。在程序文件方式下执行如下MATLAB程序n1=20;%系统开环传递函数分子d1=conv(conv([10],[0.0011]),[0.51]);%系统开环传递函数分母s1=tf(n1,d1);%返回Bode图参数11自动控制课程设计figure(1);%子图1margin(s1);holdonfigure(2);%子图2sys=feedback(s1,1);step(sys)%闭环系统阶跃响应程序运行后，可得到如图1-1所示未校正的系统的Bode图及

6、其性能指标，还有如图1-2所示未校正系统的单位阶跃响应。由图1-1可知系统的频域性能指标。幅值稳定裕度：h=34db-穿越频率：wg=44.7rad/s相角稳定裕度：r=17.6剪切频率：wc=3.08rad/s11自动控制课程设计图1-1所示未校正的系统的Bode图及其性能指标图1-2所示未校正系统的单位阶跃响应11自动控制课程设计系统校正前，相角稳定裕度r=17.6<65，未满足要求；幅值稳定裕度：h=34db，满足要求。故原系统需要进行校正.2.求校正装置的传递函数。由于系统校正前，相角稳定裕度r=17.6<65所以必须对系统进行超前校正。设超前校正装置的校

7、正函数为：Gc(s)=(aTs+1)/(Ts+1)用MATLB求超前校正装置的传递函数。执行如下MATLAB程序w2.m。n1=20;%系统开环传递函数分子d1=conv(conv([10],[0.0011]),[0.51]);%系统开环传递函数分母so=tf(n1,d1);%系统so传递函数gama=80;gm=17.6;e=7;fm=(3.14/180)*(gama-gm+e);a=[1+sin(fm)]/[1-sin(fm)];wc=[(400*a)^(0.25)];t=1/[wc*a^(0.5)];s2=tf([t*a1],[t1])运行结果(Transf

8、erfun