18控制系统的滞后-超前校正设计.docVIP

学号：

课程设计

题目

用MATLAB进行控制系统的

滞后－超前校正设计

学院

自动化

专业

自动化

班级

100...班

姓名

指导教师

黄亮

2012

年

12

月

23

日

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：自动化100...班

指导教师：黄亮工作单位：自动化学院

题目:控制系统的滞后-超前校正设计

初始条件：

已知一单位反馈系统的开环传递函数是

试设计校正装置使得系统的静态速度误差系数，相位裕度，增益裕度。

要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）

用MATLAB作出满足初始条件的K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。

在系统前向通路中插入一校正网络，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB进行验证。

用MATLAB分析未校正和已校正系统的根轨迹，单位阶跃响应和单位斜坡响应。

课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。

时间安排：

任务

时间（天）

指导老师下达任务书，审题、查阅相关资料

2

分析、计算

2

编写程序

1

撰写报告

2

论文答辩

1

指导教师签名：年月日

系主任（或责任教师）签名：年月日

摘要

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。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的必威体育精装版研究成果，而且经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。

此次课程设计就是利用MATLAB对一单位反馈系统进行滞后-超前校正。通过运用MATLAB的相关功能，绘制系统校正前后的伯德图、根轨迹和阶跃响应曲线，并计算校正后系统的时域性能指标。

关键字：滞后-超前校正MATLAB伯德图时域性能指标

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

目录

TOC\o1-3\h\u107691滞后-超前校正设计目的和原理 1

212971.1滞后-超前校正设计目的 1

25691.2滞后-超前校正设计原理 1

220262滞后-超前校正的设计过程 4

191662.1校正前系统的参数 4

88422.1.1用MATLAB绘制校正前系统的伯德图 4

304652.1.2用MATLAB求校正前系统的幅值裕量和相位裕量 5

116082.1.3用MATLAB绘制校正前系统的根轨迹 6

236932.1.4对校正前系统进行仿真分析 7

204642.2滞后-超前校正设计参数计算 8

193802.2.1选择校正后的截止频率 8

30292.2.2确定校正参数、和 8

208882.3滞后-超前校正后的验证 9

195922.3.1用MATLAB求校正后系统的幅值裕量和相位裕量 9

69122.3.2用MATLAB绘制校正后系统的伯德图 10

179052.3.3用MATLAB绘制校正后系统的根轨迹 11

177912.3.4用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析 12

152023心得体会 14

23304参考文献 15

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

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用MATLAB进行控制系统的

滞后－超前校正设计

1滞后-超前校正设计目的和原理

1.1滞后-超前校正设计目的

所谓校正就是在系统不可变部分的基础上，加入适当的校正元部件，使系统满足给定的性能指标。校正方案主要有串联校正、并联校正、反