串联超前校正课程设计..doc

电子与电气工程学院 课程设计报告 课 程 名 称 自动控制原理 设 计 题 目 串联超前校正装置的设计 所学专业名称 自动化 班 级 自动化133 学 号 2013211269 学 生 姓 名 指 导 教 师 华贵山 2015年 12 月 26 日 电气学院 自动控制原理 课程设计 任 务 书 设计名称： 串联超前校正装置的设计 学生姓名： 指导教师： 华贵山 起止时间：自 2015 年 12 月 13 日起 至 2015 年 12 月 26 日止 一、课程设计目的 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、了解控制系统设计的一般方法、步骤。 4、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。 二、课程设计任务和基本要求 设计任务： 已知单位反馈系统的开环传递函数为： 要求校正后系统对单位斜坡输入信号的稳态误差，相角裕度，试设计串联超前校正装置。 基本要求： 1、对原系统进行分析，绘制原系统的Bode图，确定原系统的幅值裕度和相角裕度。 3、设计校正装置，Bode图。 6、绘制校正后系统的Bode图、确定校正后系统的幅值裕度和相角裕度。 7、绘制校正后系统的单位阶跃响应曲线。 8、绘制校正后系统的Nyquist曲线。 9、绘制校正后系统的根轨迹。 电气学院 自动控制原理 课程设计 指导老师评价表 院（部） 电气学院 串联超前校正装置的设计 目录 摘要与关键字 1 1 校正前系统分析 2 1.1绘制原系统的单位阶跃响应 2 1.2原系统BODE图的绘制 3 1.3奈氏曲线 4 1.4根轨迹 5 2设计校正装置 7 2.1校正装置的设计 7 2.2绘制校正装置的bode图 7 3对校正后的系统进行分析分析 9 3.1校正后系统的bode图 9 3.2校正后的单位阶跃响应 10 3.3校正后的奈式曲线 11 3.4绘制校正后的根轨迹 13 总结 15 参考文献 16 串联超前校正装置的设计 摘要与关键字 摘要：所谓校正，就是在系统中加入一些其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，从而满足给定的各项性能指标。系统校正的常用方法是附加校正装置。按校正装置在系统中的位置不同，系统校正分为串联校正、反馈校正和复合校正。按校正装置的特性不同，又可分为PID校正、超前校正、滞后校正和滞后-超前校正。采用串联超前校正可使开环系统截止频率增大，从而闭环系统带宽也增大，使响应速度加快。MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。这次课程设计能学会用MATLAB设计控制系统以满足具体的性能指标并灵活应用MATLAB的CONTROL SYSTEM工具箱和SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。 关键字：控制系统 ；串联超前校正 ；Matlab 1 校正前系统分析 1.1绘制原系统的单位阶跃响应 对原系统进行分析，绘制原系统的== 取k=1 则原开环传递函数…………………… ① 应用MATLAB仿真绘制响应图如图1所示。MATLAB文本如下：校正前单位阶跃响应： num=[100]; den=[0.04 1 0]; sys=tf(num,den); sys1=feedback(sys,1); t=0:0.01:3; step(sys1,t) hold on grid hold off 图1单位阶跃响应曲线 1.2原系统BODE图的绘制 典型环节分解； 惯性环节 ： W == 由系统BODE图得系统截止频率： = γ== =-= ∞； 经MATLAB仿真后的图如图2所示。其仿真文本为： num=[100]; den=[0.04 1 0]; sys=tf(num,den); margin(sys) hold on grid hold off