自动控制原理课程设计报告潘娜VIP专享

审定成绩： 自 动 控 制 原 理 课 程 设 计 报 告 题 目： 单 位 负 反 馈 系 统 设 计 校 正 学生姓名 潘 娜 班 级 0802 院 别 物 理 与电子学院 专 业 电子科学与技术 学 号 14082500074 指导老师 王晓明 设计时间 2010.11 一、 设计题目 设单位负反馈系统的开环传递函数为 )1()(ssKsG 用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能： (1) 相角裕度045； (2) 在单位斜坡输入下的稳态误差为1.0sse； (3) 系统的剪切频率小于7.5rad/s。 要求： （ 1） 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前校正）； （ 2） 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装置的Bode图，校正后系统的Bode 图） ； （ 3） 用 MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）； （ 4） 校正前后系统的单位阶跃响应图。 二、 设计报告正文 1、设计思路 （ 1）按要求的稳态误差系数，求出系统的开环放大系数K。 因为题目要求在单位斜坡输入下的稳态误差为ess=0.1 所以有 ess=lim 1／ [s· G0(s)]=1/k=0.1→ k=10 （ 2）将k 值代入原函数并令s=jw,得系统的开环频率特性为 G0（ jw） =10/[jw（ jw+1） ] （ 3）截至频率Wc=100.5=3.16rad/s， 相角裕量为γ =1800+∠ G(jwc)=1800-900-arctanwc=900-arctan3.16=17.970 因为需增加的相位裕量较大且在Wc 附近的Gs(j )的相角减小很快，所以选择滞后校正对系统进行校正。 利用Matalab 画出校正前系统的伯德图如图一： 源代码：no=[10]; do=[1 1 0]; syso=tf(no,do); margin(syso); grid 运行结果：相角裕量 Pm =17.9642 截止频率 Wcp = 3.0842 （ 4）根据滞后校正装置的最大幅值和原系统在wc’上的幅值相等条件，求出b 和T 值并确定校正装置的传递函数。 （5）研究已校正系统的伯德图，检查全部性能指标是否满足要求。 图一 2、详细设计 Ⅰ、校正前的系统分析 （1）单位阶跃响应分析 源代码： G=tf([10],[1 1 0 ]); G1=feedback(G,1); t=0:0.01:5; step(G1,t);grid xlabel（’t’ ）;ylabel(‘ c(t)’ ); title(‘ 校正前单位阶跃响应’ )； 在 Matlab 中运行得到单位阶跃响应图如图二 由图二可知，系统在单位阶跃输入下，开始时振荡比较大，超调量也比较大，系统的动态性能不佳...