重庆大学城市科技学院自动控制原理课程设计

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1、CITYCOLLEGEOFSCIENCEANDTECHNOLOGY,CHONGQINGUNIVERSITY课题：串联超前滞后装置课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：指导教师：设计日期：2013年12月02日成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院目录一、设计目的2二、设计要求2三、实现过程33.1系统概述3.2、设计与分析3.2.1课程设计题目3.2.2串联滞后的概念3.2.3设计方法324串联滞后理论分析13.2.5MATLAB设计步骤5四、总结13五、目录16六、参考文献16自动控制原理课程设计报告一、设计目的(1)掌握

2、控制系统设计与校止的步骤和方法。(2)掌握对控制系统相角裕度、稳态误差、剪切频率、相角穿越频率以及增益裕度的求取方法。(3)掌握利用MATLAB对控制系统分析的技能。熟悉MATLAB这-•解决具体工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。(4)提高控制系统设计和分析能力。二、设计要求1.前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句,MATLAB的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工

3、作空间信息，以及MATLAB的在线帮助功能等。2.控制系统模型，主要包扌舌模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变换等等。3.控制系统的时域分析，主耍包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系统的稳态误差的求取。4.控制系统的根轨迹分析，主要包扌舌多冋路系统的根轨迹、零度根轨迹、纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。5.控制系统的频域分析，主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据和系统的频域响应。6.控制系统的校正，主耍包括根轨迹法超前校正、频域

4、法超前校正、频域法滞后校止以及校止前后的性能分析。三、实现过程3」、系统概述MATLAB是美国Mathworks公司推出的一套高性能的数值分析和计算软件。MATLAB名字由MATrix和LABoratory两词的前三个字母组合而成。1984年推向市场以來，历经二十多年的发展与竞争，现己成为国际公认的最优秀的工程应用开发坏境。它将矩阵运算、数值分析、图形图像处理、仿真实验、编程技术结合在一起，为用户提供了强有力的科学及工程问题分析、计算和设计工具。•数值计算和符号计算功能MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，提供了十分丰富的数据

5、计算函数。MATLAB和著名的符号计算语言Maple相结合，使得MATLAB具有符号计算功能。•绘图功能MATLAB提供了众多的绘图操作，如二维、三维简单图像和复杂图像的绘制；另外MATLAB还可以用于设计图形用户界面，提供人机交互工作环境。•编程语言MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出等程序语言的特征，而且简单易学、编程效率高。•MATLAB工具箱MATLAB除基本部分外还提供各种町选的工具箱。MATLAB工具箱分为两大类：功能性工具箱和科学性工具箱。MATLAB系统包含五个主要部分：•MATLAB开发坏境

6、；•MATLAB数学函数库；•MATLAB语言；•,MATALB图形处理系统；•MATLAB应用程序接口（API）Mathworks公司的网址如下。•www网址：http://www.mathworks.com•匿名FTP服务：fitp.Mathworks.com•ftp.Mathwofks.com的影像站点：NovelLfblk.cvut.cz•新闻组：comp.soft-sys.matlab•www及FTP的internetIP地址：141.212」00」0Mathworks公司的技术服务联系方式如下。■技术支持：suppoi

7、-t@mathwoTks.com■EUG报道：bugs@mathwoTks.com■文件库：matlib@mathworks.com3.2、设计与分析321课程设计题冃已知单位负反馈系统的开环传递函数G心硕」试用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相位裕度/>50°,静态速度误差系数Kv=40s'1,增益欲度201gKg>17dBo3.2.2串联滞后的概念之后校正设计是指利用校正器对数幅频特性曲线具有负斜率（即幅频曲线的渐近线与横坐标夹角的tan值小于零）的区段及其相频特性曲线具有负相移（即相频曲线的相角值小于零）区段的系统校正设

8、计。这种设计方法的突出特点是校正后系统的剪切频率比校正前的小，系统的快速性能变差，但系统的稳定性能却得到提高。可见，在系统快速性要求不是很高，而稳定性与稳态精度要求很高的场合，滞后校正设计方法是很适合的。3.2.3串联滞后设计应用频率法确定滞后校正