频域法校正参考模板.docx
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频域法校正参考模板
目录
1任务书．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
2设计思想及内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
3编制的程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
3.1运用MATLAB编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
3.2在SIMULINK中绘制状态图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
4结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
5设计总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
《自动控制理论Ⅱ》
课程设计任务书
题目
频域法校正第一题
学生姓名
学号
专业班级
设
计
内
容
与
要
求
一．设计内容：
已知单位负反馈系统被控对象的传递函数为
试用Bode图常规设计法对系统进行超前串联校正设计,使校正后：
（1）开环的剪切频率
≥50rad/s。
（2）相较稳定裕度γ≥45°
（3）对校正装置进行设计。
二.设计要求：
（1）编程绘制原系统的Bode图，并计算出原系统的幅值裕量及相角裕量；
（2）选择校正方式，进行校正装置的设计，得出相应的校正装置的参数；
（3）编程绘制校正后系统的Bode图，并计算出校正后系统的幅值裕量及相角裕量；
（4）整理设计结果，提交设计报告
起止时间
2012年12月18日至2012年12月25日
指导教师签名
年月日
系（教研室）主任签名
年月日
学生签名
2012年12月25日
2设计内容及思想：
1）设计内容：
2）设计思想：
3编制的程序：
3.1运用MATLAB编程
1）校正前程序：
clear
k=100;%系统的开环增益
n1=1;
d1=conv（[10],[0.11]）;
s1=tf（k*n1,d1）;%求系统的开环传函
figure
（1）;
margin（s1）;holdon%画出原系统的幅值相角频域Bode图
figure
（2）;
sys=feedback（s1,1）;
step（sys）;%画出原系统开环传函的单位阶跃响应
程序运行后，可得到如图1-1所示未校正的系统的波特图，还有如图1-2未校正的系统的单位阶跃响应曲线。
由图1-1可知系统的频域性能指标。
图3-1未校正系统的波特图
图3-2未校正的系统的单位阶跃响应图
幅值稳定裕度：
h=∞dB–π穿越频率：
=∞rad/s
相角稳定裕度：
γ=18°剪切频率
≥30.8rad/s
2）求超前校正装置的传函：
由于系统的开环剪切频率Wc=30.8rad/s<50rad/s,所以必须对系统进行超前校正。
设超前校正装置的传函：
传递函数程序：
设超前校正装置的传递函数
已知
=50rad/s已知，可以根据
来计算a,T的值。
L（wc）=10*log（1/a）;
而L（wc）=20*log（k/（0.2*wc^3））①
将wc=50rad/s带入①式便可以求得a的值；
而wc=1/（sqrt（a）*T）；②
将得到的a和已知的wc的数值带入②式便可以得到T的值。
根据所得到的a和T，将其带入设得的校正系统的传递函数，便可以求得校正系统的传递函数。
具体编程步骤如下：
wc=50;
L=bode（s1,wc）
L=
0.3922
>>Lwc=20*log10（L）%求出校正曲线在wc等于50rad/s处的值
Lwc=
-8.1291
>>a=10^（0.1*Lwc）%求取a的值
a=
0.1538
>>T=1/（wm*sqrt（a））%求取T的值
T=
0.05099
>>nc=[T,1];%求取校正系统的传递函数
dc=[a*T,1];
sysc=tf（nc,dc） ;
Transferfunction:
%系统的校正传函
0.05099s+1
--------------
0.007845s+1
3）校正后程序：
clear
k=100;
n1=1;
d1=conv（[10],[0.11]）;
s1=tf（k*n1,d1）;%求原系统的开环传函
figure
（1）;
margin（s1）;holdon%画出原系统的幅值相角频域Bode图
figure
（2）;
sys=feedback（s1,1）;
step（sys）;%画出原系统开环传函的单位阶跃响应
n2=[0.050991];
d2=[0.0078451];
s2=tf（n2,d2）;%求校正传函
sys=s1*s2;%求取校正后系统的传递函数
figure
（1）;%绘制校正后系统的Bode图及频域性能
margin（sys）;holdon
figure
（2）;
sys=feedback（sys,1）;
step（sys）%绘制校正后系统的单位阶跃响应
程序运行后，可得到如图2-1所示校正后的系统的波特图，还有如图2-2校正后的系统的单位阶跃响应曲线。
由图2-1可知系统的频域性能指标。
图3-3校正后系统的波特图
图3-4校正后的系统的单位阶跃响应图
幅值稳定裕度：
h=∞dB–π穿越频率：
=∞rad/s
相角稳定裕度：
γ=58.5°剪切频率
≥50rad/s
3）MATLAB的完整编程:
实现用频域法对系统进行串联超前校正设计的完整编程如下：
3.2在SIMULINK中绘制状态图：
1）校正前：
图3-5SIMULINK中校正前仿真图
图3-6校正前的系统的单位阶跃响应图
2）校正后：
图3-7SIMULINK中校正后仿真图
图3-8校正后的单位阶跃响应图
4结论：
写对该题结果的分析，各项指标表，校正前后有何改善
5设计总结：
对频域法校正的设计总结，不要写我通过课程设计得到了锻炼，感谢谁谁谁之类的话，就写针对性的通过这次设计得到的有关频域法校正的总结！
参考文献
《自动控制理论》课程设计指导书。
薛朝妹霍爱清西安石油大学
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等等自己写
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