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自动控制原理课程设计--频率法设计串联
滞后——超前校正装置电子教案
自动控制原理课程设计--频率法设计串联滞后——超
前校正装
置
目录
设计任务(3)
设计要求(3)
设计步骤(3)
未校正前系统的性能分析(3)
1.1开环增益
K(3)
1.2校正前系统的各种波形图(4)
1.3由图可知校正前系统的频域性能指标(7)
1.4特征根(7)
1.5判断系统稳定性(7)
1.6分析三种曲线的关系(7)
1.7求出系统校正前动态性能指标及稳态误差(7)
1.8绘制系统校正前的根轨迹图(7)
1.9绘制系统校正前的Nyquist图(9)
校正后的系统的性能分析(10)
2.1滞后超前校正(10)
2.2校正前系统的各种波形图(11)
2.3由图可知校正前系统的频域性能指标(15)
2.4特征根(15)
2.5判断系统稳定性(15)
2.6分析三种曲线的关系(15)
2.7求出系统校正前动态性能指标及稳态误差(15)
2.8绘制系统校正前的根轨迹图和Nyquist图(16)
心得体会(18)
主要参考文献(18)
一、设计任务
已知单位负反馈系统的开环传递函数0
()(0.11)(0.011)
KGSSSS=++，试用频率
法设计串联滞后——超前校正装置。（1）使系统的相
位裕度045γ
（2）静态速度误差系数250/vKrads≥（3）幅值
穿越频率30/Cradsω≥
二、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，α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？
三、设计步骤
开环传递函数0
()(0.11)(0.011)
KGSSSS=
++
1、未校正前系统的性能分析1.1开环增益0K
已知系统中只有一个积分环节，所以属于I型系统由
静态速度误差系数250/vKrads≥可选取
vK=600rad/s
sradKSSSKS
SHSSGKssV/600)
101.0)(11.0(lim)()(lim00
==++==→→
开环传递函数为)
101.0)(11.0(600
)(++=
SSSSG
1.2通过
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