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自动控制原理课程设计报告 |
题 目： | 单位负反馈系统设计校正 |
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学生姓名 | | 班 级 | |
院 别 | | 专 业 | 电子科学与技术 |
学 号 | | 指导老师 | 杜健荣 |
设计时间 | 2011.12 |
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目 录
一、设计题目……………………………………………………………3
二、设计目的和要求……………………………………………………3
1、设计目的………………………………………………………3
2、设计要求………………………………………………………lol螃蟹3
三、设计总体思路………………………………………………………4
四、详细设计步骤………………………………………………………4
五、设计总结……………………………………………………………12
六、参考文献……………………………………………………………12
自动控制原理课程设计
一、设计题目：
设单位负反馈系统的开环传递函数为
用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能：
(1) 相角裕度；
(2) 在单位斜坡输入下的稳态误差欧洲园林；
(3) 系统的剪切频率。
题目要求：
（1） 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正）；
（2） 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode图，校正装置的一座桥梁Bode图，校正后系统的Bode图）；
（3） 用MATLAB编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）；
（4） 校正前后系统的单位阶跃响应图。
二、设计目的和要求
1、设计目的
（1）、通过课程设计进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对所学内容的理解，提高解决实际问题的能力。
（2）、理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。
（3）、理解相角裕度，稳态误差，剪切频率等参数的含义。
（4）、学习MATLAB在自动控制中的应用，会利用MATLAB提供的函数求出所需要得到的实验结果。
规矩的成语
（5）、从总体上把握对系统进行校正的思路，能够将理论运用于实际。
2、设计要求挺送迎合
（1）、能用MATLAB解复杂的自动控制理论题目。
（2）、能用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标。
（3）、能灵活应用MATLAB分析系统的性能。
三、设计总体思路
（1）、根据稳态误差的值，确定开环增益K。
胡为（2）、利用已确定的开环增益K，确定校正前系统的传递函数，画出其bode图，从图上看出校正前系统的相位裕度和剪切频率。
（3）、根据相位裕度的要求，计算出滞后校正装置的参数a和T。即得校正装置的传递函数，然后得到校正后系统的开环传递函数。
（4）、验证已校正系统的相位裕度和剪切频率。
四、详细设计步骤
1、由设计思路可知
（1）按要求的稳态误差系数，求出系统的开环放大系数K。
因为题目要求在单位斜坡输入下的稳态误差为ess ＜ 0.05
所以有 ess=lim 1／ [s·G0(s)]=1/k＜0.05
k＞20，
所以此次取定K=21。
（2）将k值代入原函数并令s=jw,得系统的开环频率特性为
G0（jw）=21/[jw（jw+1）]
（3）此次选择滞后校正对系统进行校正。
利用Matalab画出校正前系统的伯德图如图一：
源代码：no=[21];
do=[0.02 0.3 1 0];
syso=tf(no,do);
margin(syso);
grid
运行结果：相角裕量 Pm =﹣8.74 截止频率 Wcp = 8.32
（4）根据滞后校正装置的最大幅值和原系统在wc’上的幅值相等条件，求出b和T值并确定校正装置的传递函数。
（5）研究已校正系统的伯德图，检查全部性能指标是否满足要求。
图一
我请客2、详细设计
Ⅰ、校正前的系统分析
（1）单位阶跃响应分析
源代码： G=tf([21],[0.02 0.3 1 0 ]);
G1=feedback(G,1);
t=0:0.01:5;
step(G1,t);grid
