试用频率法设计串联超前校正装置,使系统的相角裕量为,静态速度误差系数,幅值裕量。

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1、成绩课程设计报告题目用频率法设计串联超前校正装置课程名称自动控制原理院部名称机电工程学院专业自动化班级12自动化2班学生姓名学号课程设计地点C214课程设计学时1周指导教师陈丽换金陵科技学院教务处制目录一、设计目的…………………………………………………………1二、设计的内容、题目与要求………………………………………12.1设计的内容…………………………………………………12.2设计的条件…………………………………………………12.2设计的要求…………………………………………………12.2设计的题目…………………………………………………2三、设计

2、原理…………………………………………………………2四、设计的方法与步骤………………………………………………34.1分析校正前的传递函数……………………………………34.1.1求开环增益………………………………………34.1.2求校正前闭环系统特征根…………………………34.1.3绘制校正前Bode图判断系统稳定性……………34.2求解串联超前校正装置……………………………………44.2.1一次校正系统分析…………………………………44.2.2二次校正系统分析…………………………………64.3分析校正后的传递函数……………………………………64.3

3、.1求校正后闭环系统特征根…………………………64.3.2绘制校正后的Bode图判断系统稳定性…………74.4求校正前后各种响应………………………………………84.5求校正前后的各种性能指标……………………………134.6绘制系统校正前后的根轨迹图…………………………144.7绘制系统校正前后Nyquist图判断系统稳定性………16五、课程设计心得体会……………………………………………18六、参考文献………………………………………………………19一、设计目的1、掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用

4、及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。2、学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。二、设计内容、题目与要求2.1设计内容：1、查阅相关书籍材料并学习使用Mutlab软件2、对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析3、绘制根轨迹图、Bode图、Nyquist图4、设计校正系统以满足设计要求2.2设计条件：已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为（）。参数和以及性能指标要求2.3设计要求：1、首先，根据给定的性能指标选择合适

5、的校正方式对原系统进行校正，使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T，等的值。2、利用MATLAB函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统是否稳定，为什么?3、利用MATLAB作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正后的动态性能指标σ%、tr、tp、ts以及稳态误差的值，并分析其有何变化？4、绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交点的坐标和相应点的增益值，得出系统稳定时增益的变

6、化范围。绘制系统校正前与校正后的Nyquist图，判断系统的稳定性，并说明理由？185、绘制系统校正前与校正后的Bode图，计算系统的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由？2.4设计题目：，试用频率法设计串联超前校正装置，使系统的相角裕量为，静态速度误差系数，幅值裕量。三、设计原理无源超前网络的电路图如下图所示其中复阻抗超前校正装置的传递函数为：令无源超前网络对数频率特性如下18显然超前网络对频率在1/aT到1/T之间的输入信号有明显的微分作用。用频率响应发设计无源超前网络可归纳为以下几个步骤：（1）根

7、据系统稳态误差要求，确定开环增益K（2）根据已确定的开环增益K，计算未校正系统的相角裕度和幅值裕度（3）根据已校正系统希望的截止频率计算超前网络参数a和T。四、设计方法与步骤4.1分析校正前传递函数4.1.1静态速度误差系数可求得由解得4.1.2利用MATLAB编程求校正前闭环特征系统特征根，并判断其稳定性。因为系统开环传递函数为得到闭环系统特征方程为运行程序：>>clear>>a=[0.01250.2625140]>>p=roots(a)得到结果：p=-23.41871.2094+11.6267i1.2094-11.6267i由编程结果知，存在

8、S右半平面的闭环特征根，所以校正前系统不稳定。4.1.3利用MATLAB编程得到校正前Bode图、计算系统的幅值裕量，相位裕量，幅值裕量