自动控制原理课程设计Word文件下载.docx
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指导老师：
设计时间：
2012-12-14----2012-12-21
课程设计任务书:
2.设一系统的开环传递函数为：
，试设计串联校正网络
要求校正后，系统稳态速度误差系数
=5秒-1，
400。
要求：
①确定采用何种校正装置。
仿真校正前系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。
②将校正前性能指标与期望指标进行比较，确定串联校正网络
的传递函数，仿真出校正网络的开环频率特性曲线图。
仿真校正后整个系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。
③当输入
＝1（t）时，仿真出校正前、后系统的单位阶跃响应曲线
。
分析校正前后的单位阶跃响应曲线，得出结果分析结论。
目录
一、绪论7
二、校正前系统分析7
2.1校正前系统的单位阶跃响应曲线8
2.2校正前系统的开环对数频率特性曲线9
2.3校正前系统的根轨迹10
三、校正装置设计11
3.1参数的确定11
3.2校正网络的开环对数频率特性曲线12
四、校正后系统分析12
4.1校正后系统的单位阶跃响应曲线13
4.2校正后系统的开环对数频率特性曲线14
4.3校正后系统的根轨迹15
五、结果分析…………………………………………………………………………16
六、个人心得及体会17
七、参考文献17
摘要：
在系统中，往往需要加入一些校正装置来增加系统的灵活性，使系统发生变化，从而满足给定的各项性能指标。
按照校正装置的特性不同，可分为PID校正，超前校正，滞后校正和滞后-超前校正。
我们在这里讨论串联滞后校正。
在直流控制系统中，由于传递直流电压信号，适于采用串联校正。
Abstract:
INthesystem,oftenneedtoaddsomecorrectionapparatustoincreasetheflexibilityofthesystem,allowingthesystemtochange,tomeetthegivenperformanceindex.Accordingtothecharacteristicsofdifferentcorrectiondevice,canbedividedintoPIDcorrection,aheadofcorrection,correctionforlagandlagleadcorrection.
Wediscussheretheserieslagcorrection.IntheDCcontrolsystem,becausethetransmissionDCvoltagesignal,fortheseriescorrection.
关键词:
串联滞后单位阶跃响应稳定性校正
Keyword:
SeriesconnectionLagUnitstepresponseStabilityCorrecting
一、绪论
串联滞后校正是利用滞后网络或PI控制器进行串联校正的基本原理，利用其具有负相移和负幅值的特斜率的特点，幅值的压缩使得有可能调大开环增益，从而提高温稳定性，也能提高系统的稳定裕度。
在系统响应速度要求不高而抑制噪声电平性能要求较高的情况下，可以考虑用串联滞后.
滞后装置的特点：
（1）输出相位总滞后于输入相位，这是校正中必须要避免的；
（2）它是一个低通滤波器，具有高频衰减的作用；
（3）利用它的高频衰减作用，使校正后的系统剪切频率前移，从而达到增大相位裕量的目的。
二、校正前系统分析
单位反馈系统的开环传递函数为：
要求校正后系统的静态速度误差系数，相角裕度
1）对校正前系统进行分析，绘制该系统的单位阶跃响应曲线，如下图所示：
校正前系统的单位阶跃响应曲线
MATLAB程序：
num=[5];
den=[0.51.510];
sys=tf（num,den）;
sys1=feedback（sys,1）;
t=0:
0.1:
45;
step（sys1,t）
holdon
grid
holdoff
由校正前系统的单位阶跃响应曲线可知,该系统不稳定.
（2）对校正前系统进行分析，由MATLAB绘制开环对数频率特性曲线图，如下图所示：
校正前系统的开环对数频率特性曲线图
G0=tf（[5],[0.51.510]）
margin（G0）;
（3）绘制校正前系统的根轨迹图：
校正前系统根轨迹图
sys=tf（[5],[0.51.510]）
rlocus（sys）;
三、校正装置设计
（1）参数的确定
在系统前向通路中插入一个相位滞后的校正装置，确定校正装置传递函数。
即校正装置传递函数为：
G=
（2）校正装置的开环对数频率特性曲线图：
校正网络的开环对数频率特性曲线图
GC=tf（[9.901],[99.011]）
bode（GC）;
四、校正后系统
（1）校正后的单位阶跃响应：
校正后的传递函数：
sys1=tf（num,den）;
num1=[9.901];
den1=[99.011];
sys2=tf（num1,den1）;
sys3=sys1*sys2;
sys4=feedback（sys3,1）;
step（sys4,t）
从阶跃响应图中可以看到，校正后的系统此时稳定。
（2）校正后的开环对数频率特性曲线图：
校正后的开环对数频率特性曲线图
margin（sys3）
相角裕度=41.5°
>
=40°
幅值裕度=14.3dB
（3）校正后系统的根轨迹图：
校正后系统的根轨迹图
rlocus（sys3）
五、个人心得及体会
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对实际工作能力的具体训练和考察过程.。
通过本次课程设计，经过我们对系统的分析，计算，使系统达到满足要求，同时对原系统进行分析，计算绘制出原系统曲线。
通过校正得出校正后的系统，同时进行分析，计算，调试，绘制新的图示，曲线。
通过一系列的操作，使我们提高了实验技能和分析解决问题的能力。
六、参考文献
[1]《自动控制原理》胡寿松主编科学出版社
[2]
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