自动控制课设滞后校正

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1、自动控制原理课程设计报告自动控制原理课程设计指导教师评语平时（20）报告（40）（30）总成绩设计（40）兰州交通大学自动化与电气工程学院自动控制原理课程设计报告目录一、目的............................................................1二、问题描述........................................................1三、基于频率法的滞后校正器理论设计..................................1四、软件仿真............

2、............................................3五、思考题..........................................................4六、课程设计的体会..................................................4七、参考文献........................................................5自动控制原理课程设计报告题目二连续定常系统的频率法滞后校正一、目的（1）掌握用频率特性法分析自动控

3、制系统动态特性的方法；（2）研究串联迟后校正装置对系统的校正作用；（3）设计给定系统的迟后校正环节，并用仿真验证校正环节的正确性。（4）设计给定系统的迟后校正环节，并实验验证校正环节的正确性。二、问题描述已知单位反馈控制系统的开环传递函数为（2.1）设计滞后校正装置，使校正后系统满足：三、基于频率法的滞后校正器理论设计用频率法对系统进行滞后校正的步骤为：1.由该系统的开环传递函数可知其为I型系统，则（3.1）2.未较正系统的伯德图如图1所示。由该图可见，未校正系统的相位裕量=。又因，故由公式(3.2)（3.2）可得校正后系统的相位裕量。3.由于不满足相位裕

4、量要求，则在对数相频特性曲线上找这样一个频率点，要求在该频率处的开环频率特性的相角为（3.3）式中，为系统所要求的相位裕量，是考虑到因迟后网络的引入，在剪切频率处产生的相位迟后量，取=，则5自动控制原理课程设计报告（3.4）由公式（3.4）得（3.5）则=6.42，这一频率作为校正后系统的剪切频率，即==6.42rad/s（3.6）图1未校正系统的伯德图4.未校正系统在处的幅值L()=23.85dB，于是得20lg=23.85dB，则=15.58（3.7）5.选择滞后校正网络的转折频率=1/=/5=1.504,则另一个转折频率为=1/=0.097,则滞后校

5、正网络的传递函数为（3.8）6.校正后系统的伯德图如图2所示，此时校正后系统的开环传递函数为（3.9）由公式（3.9）（3.10）可解得=5自动控制原理课程设计报告（3.11）由公式（3.2）可得校正后系统的相位裕量,因此满足相位裕量的要求。图2校正后系统的伯德图四、软件仿真1.校正前系统、校正装置、校正后系统的伯德图如图3所示5自动控制原理课程设计报告图3校正前系统、校正装置、校正后系统的伯德图2.MATLAB仿真程序go=zpk([],[0-10-100],);%未校正系统零极点、增益等参数holdonmargin(go)%显示未校正系统伯德图gc=t

6、f([0.671],[10.311]);%校正装置各参数holdonmargin(gc)%显示校正装置伯德图g=gc*go;%校正后系统margin(g)%显示校正后伯德图3.Simulink仿真图4校正前、后系统搭建图控制系统在Simulink下示波器的输出如图5所示图5校正前后系统时域图五、思考题5自动控制原理课程设计报告1.滞后校正对改善系统性能有什么作用？什么情况下不宜采用滞后校正？答：滞后校正在基本上不影响动态性能的前提下，较大地提高系统的开环放大系数，从而使系统的稳态性能有明显的提高。在下面两种情况下可以使用滞后校正改善系统的性能：一，当控制系

7、统具有良好的动态性能，而其稳态误差较大时，通过对系统进行滞后校正，使校正后的系统既保持原有的动态性能，又使系统的开环增益增加，以满足稳态精度的要求。二、当需要改善动态性能时，可用串联超前校正，但当未校正系统的相频特性曲线在剪切频率附近急剧下降，这时超前校正仍不能满足要求，可采用滞后校正。但滞后校正使系统的剪切频率减小，频宽降低，使系统对控制信号的响应速度减慢。2.有否其他形式的校正方案？参数如何？怎样模拟？可以自己拟订校正方案，分别通过仿真和实验加以验证。答：有串联超前校正和滞后-超前校正这两种方法。3.滞后校正的原理是什么？答：利用频率法对系统进行滞后校

8、正的基本原理，是利用滞后校正网络的相位滞后特性来增大系统的开环增益