自动控制系统的工程设计方法

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1、自动控制系统的工程设计方法1.设计自动控制系统的一般过程是什么？答：（1）根据系统的结构和参数，确定系统固有部分的数学模型。（2）对系统固有部分的方框图进行近似处理与简化，并在此基础上，求得系统固有部分的频率特性。（3）根据实际系统的使用要求，确定系统的稳态和动态性能指标；再根据性能指标的要求，确定系统的预期频率特性。（4）将系统固有部分的频率特性和预期频率特性进行比较，确定校正装置的结构与参数。（5）通过实验或现场调试对系统的某些部分的结构和参数进行修正，以满足性能指标的要求。2.系统工程设计方法的基本思路是什么？答：根据系统固

2、有部分的数学模型与预期典型数学模型对照，选择校正装置的结构和部分参数，配合固有部分的数学模型，使系统成为预期的典型系统；然后，再进一步选择校正装置的参数，以满足动态性能指标要求。同时，由固有部分的对数频率特性获知原系统的频域性能指标，由校正后系统的对数频率特性得到相应的频域性能指标，并据此来判断设计是否满足要求。3.设开环传递函数单位斜坡输入R(t)=t，输入产生稳态误差e£0.0625。若使校正后相位裕度g*不低于45°，截止频率wc*>2(rad/s)，试设计校正系统。解令L(w)=0，可得wc=4不满足性能要求，需加以校正。

3、系统中频段以斜率-40dB/dec穿越0dB线，故选用超前网络校正。设超前网络相角为jm，则中频段所以验算=48°>45°所以超前校正网络后开环传递函数为4.为满足要求的稳态性能指标，一单位反馈伺服系统的开环传递函数为试设计一个无源校正网络，使已校正系统的相位裕度不小于45°，截止频率不低50。解wc=44.7g=180°-90°-arctan(0.1wc)=12.6°45°g²>g*wc²>wc*故校正网络5.设单

4、位反馈系统的开环传递函数试设计串联校正装置，满足kv=8(rad/s)，相位裕度g*=40°。解kv=8ν=1k=8令L(w)=0，可得wc=2.8g=180°-90°-arctanwc-arctan(0.2wc)=-9.5°<40°不满足性能要求，需加以校正。选用迟后网络校正。令得所以wc²=0.72根据得b=0.09再由得T=154.3故选用的串联迟后校正网络为验算=40.9°>40°6.设单位反馈系统的开环传递函数试设计一串联校正装置，使校正后开环增益等于5，相位裕度g*³40°，幅值裕度h*³10(dB)。解选k=5对于校

5、正前的系统令L(w)=0，可得wc=2.9g=180°-90°-arctanwc-arctan(0.5wc)=-36.5°-180°满足幅值裕度条件，所以