经典根轨迹校正设计方法研究

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1、摘要自动控制系统在现代文明和技术的发展与进步中，起着越来越重要的作用。在工程实践中,有时需要在系统分析的基础上将原有系统的特性加以修正和改造，使系统能够实现给定的性能要求，因此，系统中就需要校正控制器的存在。根轨迹提供了系统绝对稳定性的信息，还提供了稳定程度的信息。稳定程度实际上还是描述动态响应特性的方式。如果系统是不稳定的或者动态响应不可接受，根轨迹还可以指出可能改进响应的方法而且可以定性描述改进的效果。本论文主要是对经典根轨迹校正设计方法的研究，针对受控对象，设计合适的根轨迹校正控制器，改善系

2、统的性能指标，使系统能够实现给定的性能要求。关键词控制系统；自动控制；根轨迹；性能指标IAbstractInrecentyears,automaticcontrolsystemhasassumedanincreasinglyimportantroleinthedevelopmentandadvancementofmoderncivilizationandtechnology.Inengineeringpractice,thecharacteristicsoftheoriginalsystemwil

3、lberevisedandmodifiedonthebaseofsystematicanalysis,allowingthesystemtoachieveagivenperformancerequirements,therefore,thesystemrequiresthepresenceofcorrectioncontroller.Therootlocusprovidesinformationnotonlyastotheabsolutestabilityofasystembutalsoastoi

4、tsdegreeofstability,whichisanotherwayofdescribingthenatureofthetransientresponse.Ifthesystemisunstableorhasanunacceptabletransientresponse,therootlocusindicatespossiblewaystoimprovetheresponseandisaconvenientmethodofdepictingqualitativelytheeffectsofa

5、nysuchchanges.Thisthesisistheclassicalrootlocusdesignmethodofcorrectionforthecontrolledobject,designappropriatecorrectioncontrollerofrootlocustoimprovesystemperformance,enablingthesystemtoachieveagivenperformancerequirements.KeywordsControlsystem;auto

6、maticcontrol;rootlocus;performanceindicatorsI目录摘要IAbstractII前言1第一章自动控制理论概述21.1自动控制理论历史及发展过程21.1.1理论历史21.1.2发展过程21.2自动控制系统31.2.1自动控制系统的组成31.2.2自动控制系统的工作原理41.2.3自动控制系统的分类41.2.4自动控制系统的设计要求61.3结论6第二章自动控制原理72.1控制系统的数学模型72.1.1控制系统的微分方程72.1.2非线性系统数学模型的线性化82.

7、1.3传递函数82.1.4系统的动态结构图92.2控制系统的分析102.2.1控制系统的性能指标102.2.2控制系统的时域分析112.2.3控制系统的频域分析12第三章根轨迹校正方法133.1根轨迹概述133.1.1根轨迹概念133.1.2根轨迹方程133.2绘制根轨迹的基本法则143.3控制系统的根轨迹法分析153.3.1闭环零点、极点分布对系统性能的影响153.3.2开环零点、极点分布对系统性能的影响163.4控制系统的根轨迹校正方法163.4.1系统校正基础163.4.2系统校正方式173

8、.4.3根轨迹法校正18第四章经典根轨迹校正方法研究的仿真194.1根轨迹法串联超前校正194.2根轨迹法串联滞后校正22结论26参考文献27致谢28经典根轨迹校正设计方法研究前言从20世纪40年代起，特别是第二次世界大战以来，由于工业活动的发展和军事技术上的需要，科学技术的发展十分迅速。自动控制技术在各个领域的应用已日趋广泛，不但使得生产设备或生产过程实现了自动化，大大提高了劳动生产率，改善劳动条件，并在各个方面发挥了非常重要的作用。自动控制理论是研究自动控制基本规律的科学，是分