自动控制超前校正课程设计Word文档格式.docx
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班级自动化09-1班
姓名
学号09051
时间2011-12-26～2011-12-30
地点电信实验中心软件机房19
指导教师邓长辉、崔新忠
大连海洋大学信息工程学院
自动化教研室
超前校正课程设计
一、课程设计设计题目：
已知单位反馈系统开环传递函数如下：
试设计超前校正环节，使其校正后系统的静态速度误差系数
，相角裕度为45度，并绘制校正前后系统的单位阶跃响应曲线，开环Bode图和闭环Nyquist图。
二、课程设计目的
1.通过课程设计使学生更进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对内涵的理解，提高解决实际问题的能力。
2.理解自动控制原理中的关于开环传递函数，闭环传递函数的概念以及二者之间的区别和联系。
3.理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。
4.理解在校正过程中的静态速度误差系数，相角裕度，截止频率，超前（滞后）角频率，分度系数，时间常数等参数。
5.学习MATLAB在自动控制中的应用，会利用MATLAB提供的函数求出所需要得到的实验结果。
三、课程设计的内容与安排
1.布置任务书，查阅资料设计、计算（１天）
2.程序设计、上机调试程序（３天）
3.调试、验收，书写报告（0.5天）
4.成绩评定（0.5天）
四、课程设计步骤
1.设计思想：
设计一个串联超前校正环节，适当地选择参数a和T,就可以使其校正后系统的静态速度误差系数，相角裕度等满足指标的要求，从而改善系统的动态性能。
2.设计步骤：
大连海洋大学课程设计报告纸
学号:
1）根据系统稳态性能要求，确定开环增益KK=6.
2）利用已确定的开环增益K，画出校正前的开环Bode图STEP图和闭环Nyquist图。
计算未校正系统的相角裕量。
3）根据已校正系统希望的剪切率，计算超前网络参数。
3.74rad/s,
1800-1590=210
由于题目要求
=450，因此
所以
450-210+
，先选取
=200，
于是有：
=440，
sin（
）=a-1/a+1=0.7547求出a=6.55
-L（
）=Lc（
）=10Lg（a）=10Lg（6.55）=8.1624
得
=
=6.55rad/s
确定超前网络参数T
T=1/（ωm*sqrt（a））=0.06343
所以，超前网络的传递函数为:
校正后的开环传函为:
4）验算已校正系统的相角裕量
验证相裕角度为410不符合题目要求继续验证，重复上述过程，最后确定
=270得相角裕度正好为45度，满足条件.
所以
6.51，
确定超前网络参数为T=1/（ωm*sqrt（a））=0.05375
3．设计程序代码：
1）校正前程序：
num=6;
f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1];
den=conv（f1,conv（f2,f3））;
[mag,phase,w]=bode（num,den）;
figure
（1）;
margin（mag,phase,w）;
holdon;
figure
（2）;
s1=tf（num,den）;
sys=feedback（s1,1）;
step（sys）;
figure（3）;
nyquist（sys）;
121
校正前STEP图，开环Bode图和闭环Nyquist图如下：
1
2）校正后程序：
num1=6;
num2=[0.4383,1];
num=conv（num1,num2）;
f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1],f4=[0.05375,1];
den=conv（f1,conv（f2,conv（f3,f4）））;
校正后的STEP图，开环Bode图和闭环Nyquist图如下：
五、课程设计心得与体会：
本次课程设计让我知道了跟轨迹法频率特性法及乃奎斯特图法，通过课设实践对上述方法有了更深如的理解，并通过本次设计认识到了所学原理知识的应用。
阔宽了视野。
最终能够完整的完成此次课程设计，锻炼了自己查询资料，阅读资料，运用资料的能力。
加强了个人独立思考的能力，最终得到了比较正确的实验结果。
六、参考文献
1.《自动控制原理》孟华编著机械工业出版社
2.《自动控制原理》胡寿松编著科学出版社
3.《控制系统设计与仿真》李宜达编著清华大学出版社
4.《控制系统仿真与计算机辅助设计》薛定宇编著机械工业出版社
5.《MATLAB语言与自动控制系统设计》魏克新等编著机械工业出版社
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