用matlab进行控制系统的超前校正设计

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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：专业班级：指导教师：谭思云工作单位：自动化学院题目:用MATLAB进行控制系统的超前校正设计。初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是要求系统跟随2r/min的斜坡输入产生的最大稳态误差为2°，。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、用MATLAB作出满足初始条件的K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。2、在系统前向通路中插入一相位超前校正，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB进行验证。3、用MATLAB画出未校正和已校正系

2、统的根轨迹。4、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：1、课程设计任务书的布置，讲解（半天）2、根据任务书的要求进行设计构思。（半天）3、熟悉MATLAB中的相关工具（一天）4、系统设计与仿真分析。（三天）5、撰写说明书。（二天）6、课程设计答辩（半天）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日2武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书目录摘要11绪论21.1设计的目的及意义31.2何谓校正31.3超前校正的原理及方法41.3.1超前校正的原理41.3.2

3、超前校正的应用52控制系统的超前校正设计62.1初始态分析62.2超前校正分析及校正92.2.1校正装置参数的选择与计算92.2.2校正后的验证112.2.3校正对系统性能改变的分析133心得体会15参考文献172武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书摘要用MATLAB进行控制系统的超前校正设计是对所学的自动控制原理的初步运用。本课程设计先针对校正前系统的稳定性能，用MATLAB画出其根轨迹、奈奎斯特曲线及伯德图进行分析，是否达到系统的要求，然后对校正装置进行参数的计算和选择，串联适当的超前校正装置。最后用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析，

4、校正后的系统是否达到要求，并计算其时域性能指标。关键词：超前校正根轨迹奈奎斯特曲线伯德图仿真18武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书1绪论MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的

5、先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学

6、软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术、通讯系统设计与仿真、财务与金融工程。MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具

7、箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。1.1设计的目的及意义18武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书通过这次课程设计我们可以进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深理解，提高动手解决实际问题的能力。利用根轨迹、奈奎斯特曲线及伯德图对系统性能不同方面进行分析。培养自己动手查阅资料，分析问题，独立思考解决问题的能力，同时，在课程设计的过程中，学会如何使用MATLAB。在设计的过程遇到了各种各样的问题，发现了自己知识的浅薄，只知道课本上的东西是远远不够的，还要拓展课外知识，而且还需提高动手实

8、践能力。课程设计，让我们将理论与实践相结合，提高了自身的竞争力，增强了动手能力，适应社会的需求