控制系统的滞后校正设计

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1、牡丹江师范学院本科学生课程设计指导书题目控制系统的滞后校正设计班级11级工业电气学号姓名指导教师王淑玉牡丹江师范学院2013年11月15日自控原理课程设计指导书课程名称：自动控制原理学时数：2周学分数：开课院、系（部）、教研室：物理与电子工程学院电子信息教研室执笔人：王淑玉编写时间：2013.11.10设计目的学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握自控原理设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。二、设计任务（1）画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图；（2）用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标

2、；三、设计内容与要求根据设计要求和已知条件，确定主要参数，计算并选取外电路的元件参数。四、设计资料及有关规定字体符合要求，正确使用编程五、设计成果要求设计论文六、物资准备1.到图书馆、物理系资料室查阅相关资料2.到实验室准备器件作好实验准备七、主要图式、表式电路图、表要规范，符合设计要求八、时间安排2013.11.1设计动员，发放设计任务书2013.11.2-2013.11.3查阅资料、拟定设计程序和进度计划2013.11.4-2013.11.10确定设计方案、实验、画图、编写设计说明书2013.11.11完成设计，交指导教师审阅2013.11.14成

3、绩评定九、考核内容与方式考核的内容包括：学习态度；技术水平与实际能力；论文(计算书、图纸)撰写质量；创新性；采取审定与答辩相结合的方式，成绩评定按百分制记分。十、参考书目1.田思庆，梁春英自动控制理论中国水利水电出版社20132.魏克新，王云亮编著.MATLAB语言与自动控制系统设计.机械工业出版社,2000.3.王正林，王胜开编著.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社.4.（美）安德鲁，（美）威廉斯编著.实用自动控制设计指南.化学工业出版社.5.黄忠霖编著.自动控制原理的MATLAB实现.国防工业出版社,2007.6.彭雪峰，

4、刘建斌编著.自动控制原理实践教程.中国水利水电出版社,2006.牡丹江师范学院本科学生课程设计任务书程名称：自控原理课程设计课程设计题目控制系统的滞后校正院、系工学院专业电气工程及其自动化年级2011已知参数和设计要求：a)计算参数A,Tb)用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标；学生应完成的工作：1、了解原理，选择元件，计算确定元件参数，利用仿真软件画出相关曲线。2、完成设计报告目前资料收集情况（含指定参考资料）：1.田思庆,梁春英自动控制理论中国水利水电出版社,20132.魏克新，王云亮编著.MATLAB语言

5、与自动控制系统设计.机械工业出版社,2000.课程设计的工作计划：2013.11.1设计动员，发放设计任务书2013.11.2-2013.11.3查阅资料、拟定设计程序和进度计划2013.11.4-2013.11.10确定设计方案、实验、画图、编写设计说明书2013.11.11完成设计，交指导教师审阅2013.11.14成绩评定任务下达日期2013年11月1日完成日期2013年11月14日指导老师王淑玉（签名）学生（签名）目录1.设计要求12.设计原理13.设计分析与计算23.1校正参数B的计算23.2校正参数a、T的计算33.3校正后系统的检验34.

6、仿真程序、结果及结果分析34.1校正前系统的奈奎斯特曲线与伯德图44.2校正后系统的奈奎斯特曲线与伯德图54.3校正前后系统动态性能的比较75.参考文献96.心得体会10滞后校正控制系统设计1.设计要求已知一单位负反馈系统的开环传递函数为要求控制系统的性能指标为调节时间<5s,单位阶跃输入的稳态误差<0.1,相角裕度大于45度。任务：（1）设计一个滞后校正装置，使系统满足上述性能指标；（2）画出系统在矫正前后的奈奎斯特曲线和伯德图；（3）用Matlab画出校正前后的阶跃响应曲线，并根据曲线分析系统的动态性能指标；（4）对上述任务写出完整的课程设计说明书

7、，说明书中必须写清楚分析计算的过程，给出响应曲线，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按教务处标准书写。1.设计原理对于所给出的系统进行分析可以知道，校正前的系统是稳定的，调节时间与相角裕度两项性能指标都满足设计要求，只有单位阶跃输入的稳态误差过大，需要通过矫正使它由变得小于0.1。对于该系统，由于无差度v=0，可知单位阶跃响应下的稳态误差ess(∞)=。为了减小稳态误差，必须增大稳态位置误差系数Kp。由于Kp=，得知设计的滞后校正装置必须能够使稳态误差系数增大。由于滞后校正装置的传递函数a<1，它的幅频特征曲线如图一所示。

8、串联进前向通道后能够降低系统的截止频率，提高系统的向位裕度，改善系统的暂态性能，但不能改变稳态