自动控制原理课程设计-串联超前校正课程设计.doc.doc

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1、电子与电气工程学院课程设计报告课程名称自动控制原理设计题目串联超前校正装置的设计所学专业名称自动化班级自动化133学号2013211269学生姓名指导教师2015年12月26日电气学院自动控制原理课程设计任务书设计名称：串联超前校正装置的设计学生姓名：指导教师：起止时间：自2015年12月13日起至2015年12月26日止一、课程设计目的1、通过课程设计进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对所学内容的理解，提高解决实际问题的能力。2、理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。3、了解控制系统设

2、计的一般方法、步骤。4、从总体上把握对系统进行校正的思路，能够将理论运用于实际。二、课程设计任务和基本要求设计任务：已知单位反馈系统的开环传递函数为：要求校正后系统对单位斜坡输入信号的稳态误差，相角裕度，试设计串联超前校正装置。基本要求：1、对原系统进行分析，绘制原系统的单位阶跃响应曲线，2、绘制原系统的Bode图，确定原系统的幅值裕度和相角裕度。3、绘制原系统的Nyquist曲线。4、绘制原系统的根轨迹。5、设计校正装置，绘制校正装置的Bode图。6、绘制校正后系统的Bode图、确定校正后系统的幅值裕度和相角裕度。7、绘制校正后

3、系统的单位阶跃响应曲线。8、绘制校正后系统的Nyquist曲线。9、绘制校正后系统的根轨迹。电气学院自动控制原理课程设计指导老师评价表院（部）电气学院年级专业自动化133学生姓名学生学号2013211269题目串联超前校正装置的设计一、指导老师评语指导老师签名：年月日二、成绩评定指导老师签名：年月日目录摘要与关键字11校正前系统分析21.1绘制原系统的单位阶跃响应21.2原系统BODE图的绘制31.3奈氏曲线41.4根轨迹52设计校正装置72.1校正装置的设计72.2绘制校正装置的bode图73对校正后的系统进行分析分析93.1校

4、正后系统的bode图93.2校正后的单位阶跃响应103.3校正后的奈式曲线113.4绘制校正后的根轨迹13总结15参考文献16电气学院自动控制原理课程设计串联超前校正装置的设计摘要与关键字摘要：所谓校正，就是在系统中加入一些其参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。系统校正的常用方法是附加校正装置。按校正装置在系统中的位置不同，系统校正分为串联校正、反馈校正和复合校正。按校正装置的特性不同，又可分为PID校正、超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。采用串联超前校正可使开环系统截止频率增

5、大，从而闭环系统带宽也增大，使响应速度加快。MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。这次课程设计能学会用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标并灵活应用MATLAB的CONTROLSYSTEM工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。关键字：控制系统；串联超前校正；Matlab-16-电气学院自动控制原理课程设计1校正前系统分析1.1绘制原系统的单位阶跃响应对原系统进行分析，绘制原系统的单位阶跃响应曲线由题意可得：==取k=1则原开环

6、传递函数……………………①应用MATLAB仿真绘制响应图如图1所示。MATLAB文本如下：校正前单位阶跃响应：num=[100];den=[0.0410];sys=tf(num,den);sys1=feedback(sys,1);t=0:0.01:3;step(sys1,t)holdongridholdoff图1单位阶跃响应曲线-16-电气学院自动控制原理课程设计1.2原系统BODE图的绘制典型环节分解；惯性环节：W==由系统BODE图得系统截止频率：=γ===-=∞；经MATLAB仿真后的图如图2所示。其仿真文本为：num=[1

7、00];den=[0.0410];sys=tf(num,den);margin(sys)holdongridholdoff图2原系统BODE图-16-电气学院自动控制原理课程设计1.3奈氏曲线系统开环传递函数标准形式为G（s）=2500/s(s+25)。分析：起点：A(w)=，Φ(w)=-90终点：A(w)=0，Φ(w)=-180。与实轴的交点：经计算得G(jw)=-2500J(Jw-25)/[w(w+625)]所以与实轴无交点应用MATLAB仿真绘制Nyquist曲线如图3所示。其仿真文本为：num=[100];den=[0.0

8、410];sys=tf(num,den);nyquist(sys)v=[-100,100,-80,80];axis(v)holdonplot([-1],[0],'o')gtext('-1')holdoff图3原系统奈氏曲线-16-电气学院自动控制原