重庆大学城市科技学院自动控制原理课程设计.pdfVIP

课题：串联超前滞后装置课程设计

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

指导教师：

设计日期：2013年12月02日

成绩：

重庆大学城市科技学院电气信息学院

目录

一、设计目的2

二、设计要求2

三、实现过程3

3.1系统概述3

3.2、设计与分析4

3.2.1课程设计题目1

3.2.2串联滞后的概念1

3.2.3设计方法1

3.2.4串联滞后理论分析1

3.2.5MATLAB设计步骤5

四、总结13

五、目录16

六、参考文献16

1

自动控制原理课程设计报告

一、设计目的

（1）掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。

（2）掌握对控制系统相角裕度、稳态误差、剪切频率、相角穿越频率以及

增益裕度的求取方法。

（3）掌握利用MATLAB对控制系统分析的技能。熟悉MATLAB这一解决具体

工程问题的标准软件，能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程

实际问题，并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基

础。

（4）提高控制系统设计和分析能力。

二、设计要求

1．前期基础知识，主要包括MATLAB系统要素，MATLAB语言的变量与语句，

MATLAB的矩阵和矩阵元素，数值输入与输出格式，MATLAB系统工作空间信息，

以及MATLAB的在线帮助功能等。

2．控制系统模型，主要包括模型建立、模型变换、模型简化，Laplace变

换等等。

3．控制系统的时域分析，主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零

极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究，控制系统的稳定性分析，控制系

统的稳态误差的求取。

4．控制系统的根轨迹分析，主要包括多回路系统的根轨迹、零度根轨迹、

纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。

5．控制系统的频域分析，主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据

和系统的频域响应。

6．控制系统的校正，主要包括根轨迹法超前校正、频域法超前校正、频域

法滞后校正以及校正前后的性能分析。

2

三、实现过程

3.1、系统概述

MATLAB是美国Mathworks公司推出的一套高性能的数值分析和计算软件。

MATLABMATrixLABoratory1984

名字由和两词的前三个字母组合而成。年

推向市场以来，历经二十多年的发展与竞争，现已成为国际公认的最优秀的工程

应用开发环境。它将矩阵运算、数值分析、图形图像处理、仿真实验、编程技术

结合在一起，为用户提供了强有力的科学及工程问题分析、计算和设计工具。

数值计算和符号计算功能

MATLAB以矩阵作为数据操作的基本单位，提供了十分丰富的数据计算函

数。MATLAB和著名的符号计算语言Maple相结合，使得MATLAB具有符

号计算功能。

绘图功能

MATLAB提供了众多的绘图操作，如二维、三维简单图像和复杂图像的绘

制；另外MATLAB还可以用于设计图形用户界面，提供人机交互工作环境。

编程语言

MATLAB具有程序结构控制、函数调用、数据结构、输入输出等程序语言

的特征，而且简单易学、编程效率高。

MATLAB工具箱

MATLAB除基本部分外还提供各种可选的工具箱。MATLAB工具箱分为两

大类：功能性工具箱和科学性工具箱。

MATLAB系统包含五个主要部分：

MATLAB开发环境；

MATLAB数学函数库；

MATLAB语言；

,MATALB图形处理系统；