欢迎来到天天文库
浏览记录
ID：21820573
大小：783.00 KB
页数：13页
时间：2018-10-24
《控制理论课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、《控制理论》课程设计报告专业：自动化班级：2班1301090211122016年6月13日1项目一1.1课程设计目的1.2课程设计要求1.3课程设计内容1.4分析与总结2项目二2.1课程设计目的2.2课程设计要求2.3课程设计内容2.4分析与总结一、设计题目线性控制系统的设计与校正二、串联校正设计原理图2-1为一加串联校正后系统的方框图。图中校正装SG。⑸是与被控对象Go⑸串联连接。阁2-1加屮联校正后系统的方框阁串联校正有以下三种形式：1）超前校正，这种校正足利用超前校正装置的相位超前特性來改善系统的动态性能。2）滞后校正，这种校正足利用滞后校正裝置的高频幅值袞减特性，使系统在满
2、足稳态性能的前提下乂能满足艽动态性能的要求。3）滞后超前校正，由于这种校正既有超前校正的特/L乂有滞后校正的优点。因而它适用系统需要同时改善稳态和动态性能的场合。校土:装置冇无源和冇源二种。葙于盾者与被控对象相连接吋，不存在着负载效应，故得到广泛地应川。两种常用的校正方法：零极点对消法(时域法；采用超前校正)和期望特性校正法(采用滞r:•校正)。1.2课程设计要求(一)在MATLAB仿真软件上完成系统的频域法串联校正题目3:已知单位负反馈控制系统的开环传递函数为：Go(s)=,设计串联校正°5Cv+1)(5+2)装置，使校正后系统满足：Kv=l0s~ts3、/〉45°1.3课程设计内容(1)画出未校正系统的根轨迹图，分析系统稳定时参数K的取值范围。特征方程为s(s+l+)(s+2)+k=0山特征方程列劳次表s312523k,2-A35°k若系统稳定，则劳次表的第•一列系数人于0,求得6〉k〉0Mablat程序如下:(2)k:10;(3)z=[];(4)p:[0，-l，-2];(5)[num,den]=zp2tf(z,p,k);(6)rlocus(num,den)(2)画出校正前系统的bode图，求出校正前系统的相角裕度/;画出校正前系统的阶跃响应曲线，估算出超调量和调节时间。校正前的阶跃响应曲线超调fl:cr%=(1.2-0*100%4、=20%调节时间：Ts=10s由图可知厂=-13。Matlab程序如下:nuin=[10];dcn=[l320];margin(num,den)grid(O)9P)QSroLIdBodeDiagramGm=-4.44dB(at1.41rad/s),Pm=-13deg(at1.8rad/s)(gp)9pnl!UBe2538022■SysteH:dntitledlFrequency(rad/s):0.522Phase(dig):-132io"110°101102Frequency(rad/s)校.il•:前系统的bode图校正前阶跃响成曲线的程序：k=l；num=[l];den=[l35、20];sys=tf(k^num,den);Lsys=feedback(sys,1,-1);[y,t,x]=step(Lsys);plot(t,y);ltiview调节时间：响应曲线从0到达并停留在稳态值的正负5%或正负2%误差范围所需要的最小时间.超调系统在响戍过程屮，输出:R:的最人位超过稳态位的百分数。（3）根据参数要求选择合适的校正方法，求出校正装置的传递函数。因为，题目要求相角裕度y245°,选择校正后系统的相角裕度/=40°4-15°=180+（-132°）由图可知，对应相角为_132°时频率为Wc=0.404,,幅值为21dB取201gb=-21,得b=0.08,去滞6、后装置的第二个转折频率为0.lWc=0.0404,则T=309.21,所以，校正装置传递函数为:+bTs_1+25.9751+T5"l+309.2b所以，校正后的传递函数为:G（5）//（5）=10(1+25.974(1+309.21$)⑴10(1+25.974250.97s+10(l+309.2k)(?+3?+2x)~309.2254+930.65.V3+621.43^2+2s（4）将校正前后的阶跃响应曲线画在同一坐标下（以方便校正结果的比较，并录正）记校前后系统的时域指标。校正后阶跃响应曲线程序：k=10；num=[25.097,1];den=[309.22,930.65,67、21.43,2,0];sys=tf(k*numzden)；Lsys=feedback(sys,1,-1);[y,t,x]=step(Lsys)；plot(t,y);ltiviewgrid校正前PM在同一坐称上的阶跃响皮曲线(5)在同一坐标下画出校正前后的Bode图(以方便校正结果的比较)，并记录校正前后系统的相角裕量和幅值裕量。校正前：相角裕度Z=-13°幅值裕度19.2dB校正后：相角裕度7=180°-(132q)=48°幅值裕度-2.952dB校正后程序：num=
3、/〉45°1.3课程设计内容(1)画出未校正系统的根轨迹图，分析系统稳定时参数K的取值范围。特征方程为s(s+l+)(s+2)+k=0山特征方程列劳次表s312523k,2-A35°k若系统稳定，则劳次表的第•一列系数人于0,求得6〉k〉0Mablat程序如下:(2)k:10;(3)z=[];(4)p:[0，-l，-2];(5)[num,den]=zp2tf(z,p,k);(6)rlocus(num,den)(2)画出校正前系统的bode图，求出校正前系统的相角裕度/;画出校正前系统的阶跃响应曲线，估算出超调量和调节时间。校正前的阶跃响应曲线超调fl:cr%=(1.2-0*100%
4、=20%调节时间：Ts=10s由图可知厂=-13。Matlab程序如下:nuin=[10];dcn=[l320];margin(num,den)grid(O)9P)QSroLIdBodeDiagramGm=-4.44dB(at1.41rad/s),Pm=-13deg(at1.8rad/s)(gp)9pnl!UBe2538022■SysteH:dntitledlFrequency(rad/s):0.522Phase(dig):-132io"110°101102Frequency(rad/s)校.il•:前系统的bode图校正前阶跃响成曲线的程序：k=l；num=[l];den=[l3
5、20];sys=tf(k^num,den);Lsys=feedback(sys,1,-1);[y,t,x]=step(Lsys);plot(t,y);ltiview调节时间：响应曲线从0到达并停留在稳态值的正负5%或正负2%误差范围所需要的最小时间.超调系统在响戍过程屮，输出:R:的最人位超过稳态位的百分数。（3）根据参数要求选择合适的校正方法，求出校正装置的传递函数。因为，题目要求相角裕度y245°,选择校正后系统的相角裕度/=40°4-15°=180+（-132°）由图可知，对应相角为_132°时频率为Wc=0.404,,幅值为21dB取201gb=-21,得b=0.08,去滞
6、后装置的第二个转折频率为0.lWc=0.0404,则T=309.21,所以，校正装置传递函数为:+bTs_1+25.9751+T5"l+309.2b所以，校正后的传递函数为:G（5）//（5）=10(1+25.974(1+309.21$)⑴10(1+25.974250.97s+10(l+309.2k)(?+3?+2x)~309.2254+930.65.V3+621.43^2+2s（4）将校正前后的阶跃响应曲线画在同一坐标下（以方便校正结果的比较，并录正）记校前后系统的时域指标。校正后阶跃响应曲线程序：k=10；num=[25.097,1];den=[309.22,930.65,6
7、21.43,2,0];sys=tf(k*numzden)；Lsys=feedback(sys,1,-1);[y,t,x]=step(Lsys)；plot(t,y);ltiviewgrid校正前PM在同一坐称上的阶跃响皮曲线(5)在同一坐标下画出校正前后的Bode图(以方便校正结果的比较)，并记录校正前后系统的相角裕量和幅值裕量。校正前：相角裕度Z=-13°幅值裕度19.2dB校正后：相角裕度7=180°-(132q)=48°幅值裕度-2.952dB校正后程序：num=
此文档下载收益归作者所有
