用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.pdf

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1、学号：0121011360128课程设计用MATLAB进行控制系统的滞题目后校正设计学院自动化专业自动化班级姓名指导教师肖纯2012年12月23日武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化1001班指导教师：肖纯工作单位：自动化学院题目:用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计。初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是10KG(s)s(10s)(1s)1要求系统的静态速度误差系数K100s，相角裕度40，并且幅值裕v度不小于10分贝。要求完成的主要任务:（包括课程

2、设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）用MATLAB作出满足初始条件的K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。（2）系统前向通路中插入一相位滞后校正，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB进行验证。（3）用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。（4）课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：任务时间（天）指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料2分析、计算2编写程序1撰写报告2论文答辩1指导教师签名：年月日系主

3、任（或责任教师）签名：年月日2武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书目录1．正特性及校正方法...............................................................11.1滞后校正特性.........................................................................11.2滞后校正设计的一般步骤与方法........................................12．未校正时系统分析.

4、..............................................................32.1伯德图绘制.............................................................................32.2未校正系统的相位裕度和幅值裕度....................................43.确定滞后校正传递函数................................................

5、........54.系统校正前后根轨迹图........................................................74.1未校正系统根轨迹图............................................................74.2校正后系统根轨迹图............................................................85.心得体会..................................

6、.................................................10参考文献........................................................................................113武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书1．正特性及校正方法1.1滞后校正特性滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为G(s)的校正装置来校正控制系c统，G(s)的表达式如下所示。c1aTsG(s),a1c1Ts（1-1）其中，

7、参数a、T可调。滞后校正的高频段是负增益，因此，滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用，增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性，降低系统的截止频率，提高系统的相位裕度，以改善系统的暂态性能。滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降，从而使系统获得足够的相位裕度。或者，是利用滞后网络的低通滤波特性，使低频信号有较高的增益，从而提高了系统的稳态精度。可以说，滞后校正在保持暂态性能不变的基础上，提高开环增益。也可以等价地说滞后校正可以补偿因开环增益提高而发生的暂态性能的变化。

8、1.2滞后校正设计的一般步骤与方法（1）按稳态性能指标要求的开环放大系数绘制未校正系统的伯德图。如果未校正系统需要补偿的相角较大，或者在截止频率附近相角变化大，具有这样特性的系统一般可以考虑用滞后校正。（2）在未校正系统的伯德图上找出相角为（-180）的频率作为校正后系''统的截止频率w，其中