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Harbin Institute of Technology 自动控制原理设计报告 课程名称： 自动控制原理 设计题目： 核反应棒控制系统 院 系： 电气工程及自动化学院 班 级： 设 计 者： 学 号： 指导教师： 设计时间：2011年12月20 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 院 （系）：电气工程及自动化学院 专 业：测控技术与仪器 班 号： 任务起至日期： 2011 年 112 月 10 日至 2011年 12 月 20 日 课程设计题目：核反应棒控制系统 已知技术参数和设计要求： 1、设计合适的校正网络，使得系统足够稳定。 2、系统的阶跃响应的超调量在10%到20%之间。 3、调节时间不大于2s。 工作量： 用一天的时间进行手工设计，然后使用matlab进行仿真； 用一上午时间撰写设计报告。 工作计划安排：1 、2011年12月10日进行手工设计，并用matlab进行仿真； 2、2011年12月20日撰写实验报告。 同组设计者及分工： 无同组人 指导教师签字___________________ 2011 年 12 月 日 教研室主任意见： 教研室主任签字___________________ 2011年 12 月 日 *注：此任务书由课程设计指导教师填写。  目 录 第一章、设计思路……………………………………………………………………5 1.1超前补偿方法……………………………………………………………5 1.2闭环主导极点方法………………………………………………………5 第二章、手工设计部分………………………………………………………………5 2.1、数据计算………………………………………………………………^5 2.2开环传递函数补偿前后的伯德图…………………………………………6 2.3电路实现……………………………………………………………………7 第三章、计算机辅助设计部分 …………………………………………………………8 3.1 simulink仿真框图…………………………………………………………8 3.2伯德图………………………………………………………………………8 3.3阶跃响应曲线………………………………………………………………10 第四章、设计心得体会………………………………………………………………11 第五章、参考文献……………………………………………………………………11 第一章 设计思路 根据题目要求很容易求出系统的开环传递函数为 G(s)=Ka/[s2(0.025s+1)] 可知系统是三阶的，属于高阶系统，题目有三个要求①设计合适的校正网络，使得系统足够稳定，②系统的阶跃响应的超调量在10%到20%之间，③调节时间不大于2s。系统的阶跃响应的超调量和调节时间都是系统的动态性能指标，因此如果想要必须从系统的动态指标入手，找出设计突破口。在设计过程中我先后采用了两种设计思想，第一中是超前滞后补偿思想和闭环主导极点补偿思想。 1.1超前补偿方法 高阶系统性能指标间的关系式（经验公式）为： Mr=1/sinγ; σp=0.16+0.4(Mr-1) ts=π[2+1.5（Mr-1）+2.5(Mr-1)2]/wc 根据以上公式可求出γ58。 且wc3.3rad/s。因为当wc=3.3rad/s时γ=-10左右，如果采用超前补偿进行相位补偿的话，应该补偿的相位裕度超过了70度，但