资源描述：
《正式排版稿件自动控制原理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、广西科技大学《自动控制原理》大作业报告院系电气与信息工程学院专业控制理论与控制工程班级2013级学号姓名张成研教师袁海英2014年6月30日单位负反馈随动系统的串联校正1初始条件一、单位负反馈随动系统的开环传递函数为（1）静态速度误差系数Kv≥100s-1；（2）相位裕量γ≥30°（3）幅频特性曲线中穿越频率ωc≥45rad/s。2要完成的任务1、画出未校正系统的Bode图，分析系统是否稳定2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。3、设计系统的串联校正装置4、给出校正装置的传递函数。5、分别画出校正前，校正后和校正装置的对数幅频特性图。计算校正后系统的穿越频
2、率ωc、相位裕量γ、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。7、在SIMULINK中建立系统的仿真模型。8、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。3设计方案根据要求设计滞后超前校正装置，确定各参数值，通过matlab对校正后系统编程分析，最终确定满足要求的传递函数，并通过matlab绘制系统的bode图、根轨迹以及通过Simulink对系统进行阶跃函数的仿真，计算时域指标。4分析与计算4.1计算校正前系统的传递函数由于K是未知的常数，有静态误差系数为最小是Kv=100s-1，把开环传递函是标准形式所以
3、可得K=100所以待校正传递函数为>>G1=tf(100,[0.001,0.11,1,0]);>>bode(G1)下图为未校正前的bode图由劳斯判据可知，第一列均为正好，没有变号，所以系统稳定。绘制待校正系统的根轨迹图，下面是程序和根轨迹图>> num=[0,0,0,100];den=[0.001,0.11,1,0]; >> rlocus(num,den) >> [k,p]=rlocfind(num,den)>>[k,p]=rlocfind(num,den)Selectapointinthegraphicswindowselected_point=-1.0011e+0
4、02-1.1959e-001ik=0.0144p=-100.1592-8.0607-1.7802>>[k,p]=rlocfind(num,den)Selectapointinthegraphicswindowselected_point=-9.3054-0.1196ik=0.0059p=-100.0660-9.2944-0.6396>>[k,p]=rlocfind(num,den)Selectapointinthegraphicswindowselected_point=-0.3630-0.1196ik=0.0037p=-100.0407-9.5761-0.3831由于
5、各个极点均在左半平面且没有零点存在，所以稳定。利用matlab求解系统开环传递函数的相角裕度和截止频率，校正之前的以下是程序：K=;G=zpk([],[0-10-100],K)bode(G);grid;[h,r,wx,wc]=margin(G)可得到相角裕度r=1.5763，截止频率=30.1454rad/s，穿越频率=31.6228rad/s，幅值裕度h=1.1。以下是运用matlab得到的bode图：校正前奈奎斯特图num=[100]; den=[0.001,0.11,1,0]; G0=tf(num,den); title('Nyquist Plot');
6、nyquist(G0)4.2计算校正后系统的传递函数由于相角裕度和截止频率wc不满足性能要求，所以能够通过串联超前校正调节，使系统满足性能要求。上式代表最小相位系统，由于截止频率和相角裕度都低于指标要求所以采用串联超前校正是合适的。下面计算超前网络的参数，试选，通过查图可知通过公式算出a=18T=0.004。因此，超前网络传递函数为为了补偿无源超前网络产生的增益衰减，放大器的增益需提高18倍，否则不能保持稳态误差要求。超前网络参数确定后，已近校正系统的开环传递函数为其bode图程序和图如下所示：K=;G=zpk([-14],[0-10-100-250],K)bode(G
7、);grid;[h,r,wx,wc]=margin(G)结果如下：Zero/pole/gain:(s+14)------------------------s(s+10)(s+100)(s+250)h=4.5819r=41.5216wx=153.6349wc=60.5978可得相角裕度为41.5219，截止频率为60.5978满足题目要求的性能指标。校正后的根轨迹K=;G=zpk([-14],[0-10-100-250],K); >> rlocus(G)>> [k,p]=rlocfind(G)校正后的奈奎斯特图K=;G=zpk([-14]
