自控课设串联滞后超前校正

《自控课设串联滞后超前校正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、课程设计报告题目控制系统的设计与校正课程名称自动控制原理院部名称机电工程学院专业电气工程及其自动化班级12电气（2）班学生姓名徐全学号1205202008课程设计地点C214课程设计学时一周指导教师陈丽换金陵科技学院教务处制目录绪论1一课程设计的目的及题目21.1课程设计的目的21.2课程设计的题目2二课程设计的任务及要求32.1课程设计的任务32.2课程设计的要求3三校正函数的设计53.1理论知识53.2设计部分6四传递函数特征根的计算104.1校正前系统的传递函数的特征根104.2校正后系统

2、的传递函数的特征根11五系统动态性能的分析125.1校正前系统的动态性能分析125.2校正后系统的动态性能分析15六系统的根轨迹分析186.1校正前系统的根轨迹分析186.2校正后系统的根轨迹分析20七系统的奈奎斯特曲线图217.1校正前系统的奈奎斯特曲线图217.2校正后系统的奈奎斯特曲线图22八系统的对数幅频特性及对数相频特性238.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性238.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性24总结26参考文献26绪论在控制工程中用得最广的是电气校正装置，它不但

3、可应用于电的控制系统，而且通过将非电量信号转换成电量信号，还可应用于非电的控制系统。控制系统的设计问题常常可以归结为设计适当类型和适当参数值的校正装置。校正装置可以补偿系统不可变动部分（由控制对象、执行机构和量测部件组成的部分）在特性上的缺陷，使校正后的控制系统能满足事先要求的性能指标。常用的性能指标形式可以是时间域的指标，如上升时间、超调量、过渡过程时间等（见过渡过程），也可以是频率域的指标，如相角裕量、增益裕量（见相对稳定性）、谐振峰值、带宽（见频率响应）等。常用的串联校正装置有超前校正、滞

4、后校正、滞后-超前校正三种类型。在许多情况下,它们都是由电阻、电容按不同方式连接成的一些四端网络。各类校正装置的特性可用它们的传递函数来表示，此外也常采用频率响应的波德图来表示。不同类型的校正装置对信号产生不同的校正作用，以满足不同要求的控制系统在改善特性上的需要。在工业控制系统如温度控制系统、流量控制系统中，串联校正装置采用有源网络的形式，并且制成通用性的调节器，称为PID（比例-积分-微分）调节器,它的校正作用与滞后-超前校正装置类同。一课程设计的目的及题目1.1课程设计的目的1、掌握自动控

5、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。1.2课程设计的题目已知单位负反馈系统的开环传递函数，试用频率法设计串联滞后——超前校正装置，使系统的相角裕量，静态速度误差系数。二课程设计的任务及要求2.1课程设计的任务设计报告中，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统

6、进行校正（须写清楚校正过程），使其满足工作要求。然后利用MATLAB对未校正系统和校正后系统的性能进行比较分析，针对每一问题分析时应写出程序，输出结果图和结论。最后还应写出心得体会与参考文献等。2.2课程设计的要求1、首先，根据给定的性能指标选择合适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，α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

7、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%、、、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？5、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？

8、三校正函数的设计要求：首先，根据给定的性能指标选择合适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，α等的值。3.1校正步骤应用频率特性法设计串联滞后-超前校正装置的步骤如下：(1)根据稳态误差要求，确定开环增益K。(2)利用已确定的开环增益，作出未校正系统的对数频率特性曲线，确定未校正系统的剪切频率，相角裕度和幅值裕度以检验性能指标是否满足要求。若不满足要求，则执行下一步。(3)确定滞后校正器传递函数的参数:式中