自动控制原理答辩报告.pptx

1、系统分析与校正,组员：谭堃 田斌 努尔夏提 张雪程,自动控制原理 研究性教学,项目分工,谭堃：选题，matlab程序设计田斌 努尔夏提：实验报告的编写 实验的总体与过程分析张雪程：实验报告PPT的制作,主要任务,单位负反馈随动系统固有部分的传递函数为 G(s)=4K/s(s+2)1.分析闭环系统是否稳定2.分析系统暂态响应3、设计系统的串联校正装置，使系统达到下列指标：（1）静态速度误差系数Kv20s-1；（2）相位裕量50（3）幅值裕量Kg10dB。,主要任务,4、给出校正装置的传递函数。5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。计算校正后系统的穿越频率c、相位裕量。6、分别画出系统

2、校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。,理论分析,确定K值 Kv=lim sWk=2k=20所以K=10G(s)=40/s(s+2),G（s）的根轨迹与伯德图：,系统暂态响应曲线,系统的的调节时间较长，超调量过大。,上升时间tr=1.8s峰值时间tp=0.5s调节时间ts=3.7s超调量Mp=60.46%,穿越频率与相位裕量,由A(wc)=20/wc(1+(wc/2)2=1;得wc6.32；(wc)=180+(wc)=90-72.4=17.6可见相位裕量并不满足要求，为不影响低频段特性和改善暂态响应性能，采用串联引前微分校正。,设计串联微分校正装置,Wc(s)=(Tds+1)/(Tds

3、/d)+1);最大相位移为 max=arcsin(rd-1)/(rd+1)根据系统相位裕量(wc)50的要求，微分矫正环节最大相位移为max50-17.6=32.4,考虑WcWc,故max将更大些，取max=40，即有Sin40=(d-1)/(d+1)=0.64 解得d=4.6设校正后的系统穿越频率Wc为矫正装置两交接频率w1与w2的几何中点。即Wc=w1w2=w1rd若认为Wc/w11,Wc/w21,则得A(wc)=120wc/(wc2/2),设计串联微分校正装置,设计串联微分校正装置,解得w14.32;w219.87;wc9.26。所以校正装置的传递函数为Wc(s)=(s/4.32+1)/

4、(s/19.87)+1);验算校正后系统指标 Wk(s)=20(s/4.32+1)/s(s/2+1)(s/19.87+1)同理，代入数值得校正装置的相位裕量为(wc)=52.4,时域分析：,上升时间tr=0.2s峰值时间tp=0.3s调节时间ts=0.6s超调量Mp=15.88%,系统的暂态响应与校正前相比有较大改善。该系统依然稳定，而且反应更加快速。,上升时间tr=1.8s峰值时间tp=0.5s调节时间ts=3.7s超调量Mp=60.46%,根轨迹：,频域分析 Bode图,频域分析：Nyquist图,总结,在此次设计过程中遇到了很多问题，也接触到了很多以前不知道的知识，特别是之前很少接触过MATLAB软件，这让本次设计一度陷入停滞阶段。后来在图书馆和网络上查阅了大量的相关书籍，并在同学的细心指导下安装了MATLAB软件并学习其使用方法，从而使问题一步步得到了解决，最终成功的完成了此次研究性学习。,谢谢！,