连续定常系统的频率法迟后校正.doc

目 录 一、目的.............................................................1 二、设计内容.........................................................1 三、基于频率法的迟后校正器理论设计...................................1 四、电路模拟实现原理.................................................5 五、仿真实现.........................................................6 六、思考题............. ....... .....................................9 课程设计的体会.......................................................9 参考文献.............................................................10 题目二 连续定常系统的频率法迟后校正 一、设计目的 1.掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法； 2.研究串联迟后校正装置对系统的校正作用； 3.设计给定系统的迟后校正环节，并用仿真验证校正环节的正确性； 4.设计给定系统的迟后校正环节，并实验验证校正环节的正确性。 二、设计内容 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为： 设计迟后校正装置，使校正后系统满足：。 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为： 设计迟后校正装置，使校正后系统满足： 三、基于频率法的迟后校正器理论设计 用频率法对系统进行迟后校正的步骤为： 1.调整开环增益K，是之满足静态速度误差系数的要求： 2.在MATLAB命令窗口中输入如下命令： num=100; //增益系数 den=[0.001 0.11 1 0]; //原传函分母系数 sys1=tf(num,den); //形成校正前传递函数 margin(sys1) //绘制校正前的传递函数伯德图 hold on 求得未校正系统的伯德图如图1所示。 由图1.1知：=10rad/s处的幅值：.由过处的斜率等于-40可求得： 得=26.45rad/s。又因要满足条件，由公式， 则有，得：。 图1 未校正前系统的伯德图 3.由于，故不满足相位裕量的要求。则在做出对数相频特性曲线上，根据下式确定相角： 找出对应这个频率处的开环频率特性的相角为： 则有： 得=6.28rad/s。 由于=6.28rad/s﹥5rad/s,满足题目要求，因此这一频率作为校正后系统的剪切频率，即==6.28rad/s。 4.由未校正系统伯德图(图1.1)知：在处的幅值等于。所以，则。选择迟后校正网络的转折频率，则另一个转折频率为 迟后校正网络的传递函数为： 迟后校正网络的伯德图为： 在MATLAB命令窗口中输入如下命令： num1=[0.074 0.0462]; //校正传函的分子系数 den=[1 0.046]; //校正传函分母系数 sys2=tf(num1,den); //形成校正传数 margin(sys2) //绘制校正传函伯德图 grid 求得较正网络的伯德图如图2所示。 图2 迟后网络的伯德图 5.此时校正后系统的开环传递函数为： 校正后系统的相位欲度为： ﹥38.68 满足相位欲度的要求。 在MATLAB命令窗口中输入如下命令： num=100; //校正前传函增益系数 den=[0.001 0.11 1 0]; //校正前传函分母系数 sys1=tf(num,den); //形成校正前传函 margin(sys1) //绘制校正前传函 hold on num1=[0.074 0.0462]; //校正传函分子系数 den=[1 0.04