自动控制控制系统的校正及仿真.pdf

课程设计报告

题目控制系统的校正及仿真

课程名称自动控制原理

院部名称机电工程学院

专业

班级

学生姓名

学号

课程设计地点

课程设计学时一周

指导教师

金陵科技学院教务处制

1

目录

1、课程设计达到的目的、题目及要求3

1.1课程设计应达到的目的3

1.2课程设计题目及要求3

2、校正函数的设计4

2.1校正函数理论分析4

2.2校正函数计算过程及函数的得出4

3、传递函数特征根的计算8

3.1校正前系统的传递函数的特征根8

3.2校正后系统的传递函数的特征根8

4、系统动态性能的分析10

4.1校正前系统的动态性能分析10

4.2校正后系统的动态性能分析13

5、系统的根轨迹分析16

5.1校正前系统的根轨迹分析16

5.2校正后系统的根轨迹分析18

6、系统的幅相特性20

6.1校正前系统的幅相特性20

6.2校正后系统的幅相特性20

7、系统的对数幅频特性及对数相频特性22

7.1校正前系统的对数幅频特性及对数相频特性22

7.2校正后系统的对数幅频特性及对数相频特性23

8、心得体会26

9、参考文献27

2

1、课程设计达到的目的、题目及要求

1.1课程设计应达到的目的

（1）掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种

补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分

析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指

标。

（2）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。

1.2课程设计题目及要求

（1）课程设计题目：

K

已知单位负反馈系统被控制对象的传递函数为G(s)0，试

s(s1)(0.125s1)

用频率法设计串联滞后校正装置，使系统的相角裕量30，静态速度误差系

数K10s1。

v

（2）课程设计要求：

1）首先，根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使

其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环



传递函数，校正装置的参数T，等的值。

2)利用MATLAB函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统是

否稳定，为什么?

3)利用MATLAB作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃

响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正

后的动态性能指标σ%、tr、tp、ts以及稳态误差的值，并分析其有何变化？

4)绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交

点的坐标和相应点的增益K值，得出系统稳定时增益K的变化范围。绘制系统

校正前与校正后的Nyquist图，判断系统的稳定性，并说明理由？

5)绘制系统校正前与校正后的Bode图，计算系统的幅值裕量，相位裕量，

幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由？