飞行器位置控制系统控制器设计.doc

《自动控制原理》课程设计一. 目的通过课程设计,在掌握自动控制理论基本原理,一般电学系统自动控制方法的基础上,用 MATLAB 实现系统的仿真与调试。二. 要求收集和查阅有关技术资料,独立完成所承担的设计课题的全部内容,初步掌握设计原则设计方法设计步骤和设计规范的应用;对工程设计方案进行选择和分析;绘制设计图;撰写说明书。具体要求如下: (频率法或根轨迹法)进行人工设计校正装置传递函数形式及参数; MATLAB 下,用 simulink 进行动态仿真,在计算机上对人工设计系统进仿真调试,使其满足技术要求; ; 。:飞行器位置控制系统控制器设计已知某飞行器位置控制系统不可变部分传递函数为: ) )(( )(???sss KG vs,用频率响应法确定由近似 PI控制器实现的串联滞后校正参数。要求系统满足以下性能指标:系统型号 v=1 , 开环增益 125 ??sK v,剪切频率 s rad w c/?,相角裕度 040 ?r 。,为改善稳态性能,而又不影响其动态响应时,可采用串联滞后校正装置。具体方法是增加一对相互靠近并且靠近坐标原点的开环零极点,使系统的开环放大倍数提高?倍,而不影响对数频率特性的中高频段特性。串联滞后校正装置还可利用其低通滤波特性,将系统高频部分的幅值衰减,降低系统的剪切频率,提高系统的相角裕量,以改善系统的稳定性和其他的动态性能,但应同时保持未校正系统在要求的开环剪切频率附近的相频特性曲线基本不变。 K值绘出未校正系统的 Bode 图,并求出相角裕量 0r ,幅值裕量 gK 。其 Bode 图如下: ];25 [?num ];1,[ ];1,1.[ ];0,1[ 321???foff ));,(,( 321ff conv f conv den ?),( den num bode ?求未校正时的剪切频率由1 )(? jwG 得: 2 246 3225 05 .00004 .0 25 )( 25 ) )((??????????? c jw 得: s rad w c/9?未校正系统由一个比例环节,一个积分环节,两个惯性环节组成, 按照校正要求 125 ??sK v,将 cw 的值代入,求出未校正系统的相角裕量。比例环节: 28 lg20?k 00 积分环节: s 1 090 ?惯性环节: 1?s arctan ?10 1 1??t w 惯性环节: 1?s arctan ? 5 1 2??t arctan arctan 90 180 000????得 0013 ??r 未校正系统的相位增益裕量 02 3 )(180 02 .0 arctan ?????? g ggw ??得: s rad w g/7?) )(( 25 11 )(????? ggg jw g jw jw jw G k 与上面 bode 图对比可知计算正确。 Bode 图上求出未校正系统相角裕量?????期望值出的频率 c2?, c2?作为校正后