单位负反馈系统设计校正

1 《自动控制原理》 课程设计 课 题： 单位负反馈系统设计校正 姓 名： 学 号: 专 业： 自动化 班 级： 1班 指 导 教 师： 2 任务书 一 设计目的 1. 掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。 2. 掌握对系统相角裕度、稳态误差和剪切频率以及动态特性分析。 3. 掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能。 4. 提高分析问题解决问题的能力。 二 设计要求 设单位反馈随动系统固有部分的传递函数为（ksm2） )2(4)(ssKsGk 1、画出未校正系统的Bode 图，分析系统是否稳定。 2、画出未校正系统的根轨迹图，分析闭环系统是否稳定。 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Kv＝20s-1； （2）相位裕量γ ≥50° （3）幅值裕量Kg≥10dB。 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ωc、相位裕量γ 、相角穿越频率ωg和幅值裕量Kg。 6、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 目录 第一章 校正前系统分析..............................5 1.1 校正前系统分析..............................5 1.2 系统稳定性..................................6 3 1.3 根轨迹图....................................7 第二章 系统的校正..................................9 2.1 校正的概念..................................9 2.2 系统的校正..................................9 2.3 校正后系统检验.............................14 第三章 课程设计小结...............................18 致谢 参考文献 第一章 校正前系统分析 1.1 校正前参数确定 第一步 设单位反馈随动系统固有部分的传递函数为（ksm2） )2(4)(ssKsGk （1）首先将系统开环频率特性化为标准形式，即 2G = (0.51)kss 4 100lim020(05 1)skKvsGks （2）确定频率范围，画出对数坐标系，如图1.1 所示。 第二步：上式代表最小系统，可通过 MATLAB绘制出待校正系统的 bode图和待校正系统的单位阶跃响应分别如下图1和图2 。 图1.1 未校正系统的 Bode 图及频域性能 5 图1 待校正系统的bode图 图2 待校正系统的单位阶跃响应 由图1和图2可知待校正系统的频域性能指标如下： 幅值稳定裕度Lh=+dB；穿越频率wx=+rad/s; 相角稳定裕度r=8.09度； ...