自动控制原理课设

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1、西北工业大学电子信息学院《自动控制原理》课程设计报告作者：王勋自动控制原理课设报告班级：08030902姓名：王勋学号：2009302026时间：2012.7.7目录一、题目重述………………………………………………………………………3（1）设计目的………………………………………………………………………314西北工业大学电子信息学院《自动控制原理》课程设计报告作者：王勋（2）设计任务………………………………………………………………………3（3）设计步骤………………………………………………………………………3二、确定开环增益……………………………………………………………3三、绘制待校正系统特性曲线

2、…………………………………………………3（1）待校正系统的频域特性曲线…………………………………………………3（2）待校正系统的时域特性曲线…………………………………………………4四、确定校正超前网络的交接频率……………………………………………5五、选择系统的截止频率和校正网络衰减因子…………………5六、估算校正网络滞后部分的交接频率…………………………………5七、校验已校正系统的各项性能指标………………………………………6（1）动态性能指标…………………………………………………………………6（2）频域性能指标…………………………………………………………………7（3）稳定性…………………………

3、……………………………………………………………8八、校正前后系统的对比………………………………………………………8(一)时域性能对比…………………………………………………………………8(二)频域性能对比…………………………………………………………………8九、串联滞后校正可行性分析………………………………………………9(一)原理分析……………………………………………………………………9（二）可行性分析…………………………………………………………………9附录………………………………………………………………………………12MATLAB代码：1、校正前系统……………………………………………………………

4、………122、校正后系统……………………………………………………………………123、用matlab绘制校正前后系统的伯德图和响应曲线的对比…………………124、用matlab求串联滞后系统的传递函数及响应、波特图……………………12参考文献…………………………………………………………………………14一、题目重述（1）设计目的：学习使用Matlab进行控制系统的计算机辅助设计（2）设计任务：14西北工业大学电子信息学院《自动控制原理》课程设计报告作者：王勋某单位反馈控制系统，其开环传递函数为（1-1）试设计一个串联滞后-超前装置，使校正后系统：1、稳态速度误差系数等于10；2、相位裕度。（3）设

5、计步骤：1、用Matlab编程绘制校正前后系统的伯德图、单位阶跃响应曲线，并从图中得出系统的频域及时域性能指标；2、对校正前后系统的性能进行比较，检验所设计系统性能指标是否达到要求；3、能否设计一个串联滞后校正装置，使系统达到设计要求？若能，将设计结果与串联滞后-超前设计结果进行对比，能得出什么结论？二、确定开环增益由初始条件可知，系统的开环传递函数是：，要求校正后的速度误差系数，首先将传递函数化简成标准形式，可得到：根据速度误差系数公式可得到：，则开环传递函数为:（2-1）三、绘制待校正系统特性曲线（1）待校正系统的频域特性曲线14西北工业大学电子信息学院《自动控制原理》课程设计报告作者：王

6、勋图3-1待校正系统的波特图由上图可得：截止频率=2.43rad/s，幅值裕度h=-10.45(dB)，相位裕度γ=-28.08°，相位穿越频率=1.41rad/s，幅值穿越频率=2.42rad/s。幅值裕度和相角裕度都小于零，系统不稳定。（2）待校正系统的时域特性曲线图3-2校正前单位阶跃响应曲线14西北工业大学电子信息学院《自动控制原理》课程设计报告作者：王勋由上图单位阶跃响应曲线的特点来看，系统峰值时间tp=1.63s,超调量σ%比较大，调节时间ts很大，说明待校正的系统是不稳定的。三、确定校正超前网络的交接频率在待校正系统对对数幅频特性上，选择斜率从-20dB/dec变为-40dB/d

7、ec的交接频率作为校正网络超前部分的交接频率。由图3-1知，交接频率取为1.2rad/s。四、选择系统的截止频率和校正网络衰减因子根据的指标要求，取，并结合下式，求得（5-1）式中，；可由待校正系统对数幅频特性的延长线在处的数值确定。由,从而得到，即约为，则。因此，滞后—超前校正网络的传递函数可写为：（5-2）校正后系统开环传递函数为：（5-3）五、估算校正网络滞后部分的交接频率已校正系统的相角裕