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1、二○一二～二○一三学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：自动控制原理课程设计班级：自动化2010级6班学号：4姓名：指导教师： 二○一二年十二月题目一一、设计题目已知单位负反馈系统被控制对象的开环传递函数用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。二、设计任务及要求用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性能指标：（1）在单位斜坡信号作用下，系统的稳态误差；（2）系统校正后，相位裕量。（3）系统校正后，幅值穿越频率。三、设计步骤1、先计算计算校正前的幅值穿越频率和相位欲量则在该题中取k=200当2、将自己计算的校正前的幅值穿
2、越频率和相位欲量与Matlab画出来的Bode图的幅值穿越频率和相位欲量进行比较看是否有差异，且画出校正前的阶跃响应图以便与校正后的比较。（1）校正前的阶跃响应图Matlab程序为：num=[200];den=[0.1,1,0];G=tf(num,den);Gc=feedback(G,1,-1);step(Gc)系统上升时间0.07s，最大超调量，调节时间。（2）校正前的Bode图Matlab程序为：h1=tf([200],[10]);h2=tf([1],[0.11]);h=h1*h2;[num,den]=tfdata(h);[mag,phase,w]=bode(num,
3、den);subplot(211);semilogx(w,20*log10(mag));gridsubplot(212);semilogx(w,phase);grid[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w)得到的Bode图相位欲度pm=12.8124幅值穿越频率wcp=44.1559比较Matlab与自己计算值可知几乎没有差别。3、比较选择校正系统由于12.8124º<45º,相位裕度都不满足要求。又因为系统校正后，幅值穿越频率。而如果用串联滞后校正只会是变小，所以在这里采用串联超前校正。符合给定相位欲量的要求4、画出串联校正结构图C(s)R
4、(s)一5、校正装置的Bode图Matlab程序为：num=[0.03274,1];den=[0.00712,1];sys=tf(num,den);w=logspace(-1,4,10000);bode(sys,w);grid6、校正前和校正后的阶跃响应图校正后系统上升时间0.05s，最大超调量，调节时间。Matlab程序为：num=[200];den=[0.1,1,0];G=tf(num,den);Gc=feedback(G,1,-1);step(Gc，’b’,1)holdnum1=[6.549,200];den1=conv([0.1,1,0],[0,0.00712,1
5、]);G1=tf(num1,den1);Gc1=feedback(G1,1,-1);step(Gc1,'r',1)7、校正后的系统Bode图校正后的相位欲度pm=48.7527幅值穿越频率wcp=64.9212Matlab程序为：num1=[6.549,200];den1=conv([0.1,1,0],[0,0.00712,1]);sys=tf(num,den);w=logspace(-1,4,10000);bode(sys,w);grid[gm,pm,wcg,wcp]=margin(sys);gmdb=20*log10(gm);[gm,pm,wcg,wcp]8、采用的是
6、串联超前校正，校正网络的电路图如下所示因为且，又因为，设，题目三一、设计题目已知单位负反馈系统开环传递函数为：用用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计。二、设计任务及要求用用串联校正的频率域方法对系统进行串联校正设计，使系统满足如下动态及静态性指标：（1）在单位斜坡信号作用下，系统的速度误差系数；（2）系统校正后，相位裕量：；（3）系统校正后，幅值穿越频率。三、设计步骤1、先计算计算校正前的幅值穿越频率和相位欲量当<40º2、画出校正前的阶跃响应图和Bode图（1）、校正前的阶跃响应图Matlab程序为：num=[100];den=conv([0.1,1,0],[0
7、,0.01,1]);G=tf(num,den);Gc=feedback(G,1,-1);step(Gc)（2）、校正前的Bode图Matlab程序为：num=[100];den1=conv([0.1,1,0],[0,0.01,1]);sys=tf(num,den1);w=logspace(-1,4,10000);bode(sys,w);grid[gm,pm,wcg,wcp]=margin(sys);gmdb=20*log10(gm);[gm,pm,wcg,wcp]校正前的相位欲度pm=1.5763幅值穿越频率wcp=31.62
