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自动控制原理课程设计
一、绪论
略
二、原系统分析
2.1 原系统的单位阶跃响应曲线
系统的开环传递函数：。
系统的闭环传递函数：。
从单位阶跃响应中可以看出，此系统稳定，并呈现衰减震荡。
2.2 原系统的Bode图
从Bode图中可以看出系统一次经过了积分环节，和一个惯性环节。
系统校正前的相关参数：
理论值的计算：
利用以下公式：
由
可得：
相角裕度：
幅值裕度：
截止频率：
穿越频率：
在MATLAB中计算可得：
相角裕度：=
幅值裕度：
截止频率：
穿越频率：
而题目要求的参数：
相角裕度：
截止频率：
显然，在这里原系统是不符合要求的。
2.3 原系统的Nyquist曲线
从原系统的Nyquist曲线中可以看出，起点为，终点为，无交点。
2.4 原系统的根轨迹
由系统的跟轨迹可以看出，系统的极点分布均在复平面的左半平面，故系统是稳定的。
三、校正装置设计
3.1 校正方案的确定
由于截止频率与穿越频率均不符合要求，故采用串联超前校正。
3.2 校正装置参数的确定
理论计算的结果为
由Matlab7计算可以确定串联超前校正的参数：
故校正装置的开环传递函数为：
3.3 校正装置的Bode图
系统校正后的相关参数：
理论值的计算可得：
相角裕度：
幅值裕度：
截止频率：
穿越频率：
在MATLAB中计算可得：
相角裕度：
幅值裕度：
截止频率：
穿越频率：
显然，符合题目的要求。
四、校正后系统的分析
4.1校正后系统的单位阶跃响应曲线
从该图中明显可以看出系统的响应速度加快了。
4.2 校正后系统的Bode图
从校正后的Bode图中可以看出，加了串联超前校正装置后系统的低频段被保持住，中频段得到了改善并有所提高，中频干扰能力下降，响应时间提前了。
4.3 校正后系统的Nyquist曲线
4.4 校正后系统的根轨迹
由系统的跟轨迹可以看出，系统的极点分布师傅均在复平面的左半平面，故系统是稳定的。并在加了校正装置后，增加了一个零点。
4.5校正后系统的Simulink仿真框图
系统校正前的建模和Simulink仿真图：
校正前建模如下图：
校正前仿真如下图：
系统校正沃尔后的建模和Simulink仿真图：
校正后建模如下图：
校正后仿真如下图：
五、总结
略
六、参考文献
[1]《自动控制原理简明教程（第二版）》.胡寿松 .北京：2]《自动控制原理》.龚威 天津：天津大学出版社，2010
[3]《MATLAB控制系统仿真与实例详解》夏玮 李朝辉 常春藤 北京：人民邮电出版社，2008-11
[4]《自动控制原理习题精解精练》任伟建 哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2007-4
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