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1、自动控制原理课程设计实验报告姓名：班级：学号：2012年2月25日一、二阶系统的时域频域分析已知一个二阶系统其闭环传递函数如下求k=0.2、0.5、1、2、5时，系统的阶跃响应和频率响应。绘出阶跃响应曲线和频率响应曲线，与原试验二内容比较。解：程序如下：sys1=tf(0.2,[0.5,1,0.2]);sys2=tf(0.5,[0.5,1,0.5]);sys3=tf(1,[0.5,1,1]);sys4=tf(2,[0.5,1,2]);sys5=tf(5,[0.5,1,5]);figure(1);step(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5)figure(2);bode
2、(sys1,sys2,sys3,sys4,sys5)阶跃响应曲线如下：频率响应曲线如下：比较分析：二、调试设计超前校正程序设计内容及要求：被控对象传递函数为设计超前校正环节，使系统性能指标满足如下要求：1）速度误差常数=102）解：（1）求解k的值由自动控制理论与本题的题意，给出速度误差为10，则可知k/200=10；所以k=2000;则原系统为G（s）=2000/s(s2+30s+200)；(2)程序如下：num=2000;den=conv([1,0],[1,30,200]);G0=tf(num,den);w=0.1:0.1:1000;[Gm,Pm,Wc,Wg]=margin(G
3、0);[mag,phase]=bode(G0,w);magdB=20*log10(mag);phim1=45;data=8;phim=phim1-Pm+data;a=(1+sin(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));n=find(magdB+10*log10(a)<=0.0001);wc=w(n(1));w1=wc/sqrt(a);T=1/w1;w2=wc*sqrt(a);numc=[1/w1,1];denc=[1/w2,1];Gc=tf(numc,denc);G=G0*Gc;[Gmc,Pmc,wcc,wgc]=margin(G);disp('校正
4、装置传递函数：'),Gc,disp('校正后系统开环传函：'),G,disp('校正后系统的性能指标Kg,r,wc：'),[Gmc,Pmc,wgc],disp('校正装置的参数T和a的值'),[T,a],bode(G0,Gc,G)holdon;margin(G)结果显示如下：4.255s+1-----------32.78s+1Transferfunction:425.5s+100---------------------------32.78s^3+164.9s^2+5s校正后系统的频域性能指标kg,r,wcans=Inf59.78932.3597校正装置的参数BB=7.7023
5、EigenvalueDampingFreq.(rad/s)0.00e+000-1.00e+0000.00e+000-3.05e-0021.00e+0003.05e-002-5.00e+0001.00e+0005.00e+000伯德图如下:三、调试设计滞后校正程序被控对象传递函数为设计滞后校正环节，使系统性能指标满足如下要求：1）单位斜坡稳态误差小于5%；2）闭环阻尼比，。解：程序如下：num=100;den=conv([1,0],conv([0.1,1],[0.025,1]));G0=tf(num,den);[kg,gamma,wg,wc]=margin(G0);kgdb=20*l
6、og10(kg);w=0.001:0.001:100;[mag,phase]=bode(G0,w);disp('未校正系统参数：20lgkg,wc,');[kgdb,wc,gamma],gammal=47.79;delta=14;phim=gammal-gamma+delta;alpha=(1+sin(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));magdb=20*log10(mag);n=find(magdb+10*log10(alpha)<=0.0001);wcc=w(n(1));w3=wcc/sqrt(alpha);w4=sqrt(alpha)*wcc
7、;numc1=[1/w3,1];denc1=[1/w4,1];Gc1=tf(numc1,denc1);G01=G0*Gc1;[mag1,phase1]=bode(G01,wcc);结果显示如下：未校正系统参数：20lgkg,wc,ans=-6.020627.7975-15.0110超前校正部分的传递函数Transferfunction:0.09696s+1--------------0.003327s+1滞后校正部分的传递函数Transferfunction:0.17
