自动控制的原理课程设计报告材料.doc

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自动控制原理课程设计
专业：自动化
设计题目：控制系统的综合设计
班级：自动化0943
学生某某：XXX
学号：XX
指导教师：XX
分院院长rd
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第二章 控制系统程序设计
校正装置计算方法
设超前校正装置传递函数为：
，rd>1
假如校正后系统的截止频率wc¢=wm，原系统在wc¢处的对数幅值为L(wc¢)，如此：
由此得：
由，得时间常数T为：
课程设计要求计算
解答过程：对于Ⅰ型系统，
，
得 故取 K=10。
因此
要求取：
如此有L)+10lg rd=0。
即 20lg10-20lg-20lg+10lg rd=0
其相位欲度：
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。
校正后传递函数：
D=
因此
C=
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第三章 利用Matlab仿真软件进展辅助分析
设：原系统传递函数为
，
校正装置传递函数为
，
如此校正后传递函数为
num=[10];
den=[1,1,0];
W=tf(num,den); %求原系统传递函数W(s)
bode(W); %绘制原系统对数频率特性
margin(W); %求原系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(W);
grid; %绘制网格线
令a=1:进展仿真，得到如下图：校正前系统伯德图
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图3-1 校正前系统伯德图
numc=[b,1];
denc=[c,1];
Wc=tf(numc,denc); %求校正装置传递函数Wc(s)
bode(Wc); %绘制校正装置对数频率特性
grid; %绘制网格线〔该条指令可有可无〕
求得：b=1/〔〕,c=1/。进展仿真得如下图：系统校正装置伯德图。
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图3-2 系统校正装置伯德图
numh=conv(num,numc);
denh=conv(den,denc);
Wh=tf(numh,denh); %求校正后系统传递函数W¢(s)
bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性
margin(Wh); %求校正后系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率
[Gm,Pm,wj,wc]=margin(Wh);
grid; %绘制网格线〔该条指令可有可无
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图3-3 校正后系统伯德图
bode(W,':'); %绘制原系统对数频率特性
hold on; %保存曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性
bode(Wc,'-.'); %绘制校正装置对数频率特性
hold on; %保存曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性
bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性
grid; %绘制网格线〔该条指令可有可无〕
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图3-4 校正前、后校正装置伯德图
原系统仿真模型如图3-5所示。
图3-5 校正前系统图
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系统运行后，其输出阶跃响应如图3-6所示：
图3-6 校正前输出阶跃响应曲线
校正后系统仿真模型如图3-7所示：
图3-7 矫正后系统图
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