matlab实现控制系统的超前校正设计(课程论文)

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1、仲恺农业工程学院课程考查报告书MATLAB与控制系统仿真实践院系：自动化学院专业班别：工业自动化131班姓名：杨钱成学号：6提交日期：2016年6月日目录一.超前校正的原理和方法......................................................................11.1超前校正的原理...............................................................................11.2超前校正的应用方法.....

2、...................................................................2二．控制系统的超前校正设计..................................................................22.1校正前系统初始状态分析................................................................22.2超前校正分析及计算............................

3、............................................22.2.1校正装置参数计算的程序......................................................52.2.2校正后的验证...........................................................................62.2.3超前校正对系统性能改变的分析..........................................7三．

4、心得体会..............................................................................................9u参考文献...............................................................................................9控制系统的超前校正设计一．超前校正的原理和方法1.1超前校正的原理所谓校正，就是在调整放大器增益后仍然不能全面满足设计要求的性能指标的

5、情况下，加入一些参数可以根据需要而改变的机构或装置，使系统整个特性发生变化，达到设计要求。无源超前网络的电路如图1所示。图1无源超前网络电路图如果输入信号源的内阻为零，且输出端的负载阻抗为无穷大，则超前网络的传递函数可写为①（1-1）式中,13通常a为分度系数，T叫时间常数，由式（1-1）可知，采用无源超前网络进行串联校正时，整个系统的开环增益要下降a倍，因此需要提高放大器增益交易补偿。根据式（1-1），可以得无源超前网络的对数频率特性，超前网络对频率在1/aT至1/T之间的输入信号有明显的微分作用，在该频率范围内，输出信号相角

6、比输入信号相角超前，超前网络的名称由此而得。在最大超前角频率处，具有最大超前角。超前网路（1-1）的相角为（1-2）将上式对求导并令其为零，得最大超前角频率（1-3）将上式代入（1-2），得最大超前角频率（1-4）同时还易知m仅与衰减因子a有关。a值越大，超前网络的微分效应越强。但a的最大值受到超前网络物理结构的制约，通常取为20左右（这就意味着超前网络可以产生的最大相位超前大约为65度）。利用超前网络行串联校正的基本原理，是利用其相角超前特性。只要正确地将超前网络的交接频率1/aT或1/T选在待校正系统截止频率的两旁，并适当选

7、择参数a和T，就可以使已校正系统的截止频率和相角裕度满足性能指标的要求，从而改善系统的动态性能。1.2超前校正的应用方法待校正闭环系统的稳态性能要求，可通过选择已校正系统的开环增益来保证。用频域法设计无源超前网络的步骤如下：131）根据稳态误差要求，确定开环增益K。2）利用已确定的开环增益，计算待校正系统的相角裕度。3）根据截止频率的要求，计算a和T。令，以保证系统的响应速度，并充分利用网络的相角超前特性。显然成立的条件是根据上式不难求出a值，然后由（1-3）确定T。4）验算已校正系统的相角裕度。验算时，由式（1-4）求得，再由

8、已知的算出待校正系统在时的相角裕度。最后，按下式算出如果验算结果不满足指标要求，要重选，一般使增大，然后重复以上步骤。二．控制系统的超前校正设计2.1校正前系统初始状态分析由已知条件，首先根据初始条件调整开环增益。因为系统的静态速度误差系数，故取F=80s-1，