单位负反馈系统的校正设计课程设计

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1、学号：课程设计题目单位负反馈系统的校正设计学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师年月日课程设计任务书学生姓名：专业班级：自动化1103班指导教师：工作单位：自动化学院题目:单位负反馈系统的校正设计初始条件：已知某控制系统结构如图所示，要求设计校正环节Gc（s），使系统对于阶跃输入的稳态误差为0，使系统校正后的相角裕量，幅值裕量.R(t)--要求完成的主要任务:（1）用MATLAB作出原系统的系统伯德图，计算系统的幅值裕度和相位裕度。（2）在系统前向通路中插入一校正装置，确定校正网络的传递函数，并用MATLAB进行验证。（3）用MATLAB

2、画出未校正和已校正系统的根轨迹。（4）对上述任务写出完整的课程设计说明书，说明书中必须进行原理分析，写清楚分析计算的过程及其比较分析的结果，并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型，说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排：1、课程设计任务书的布置，讲解（半天）2、根据任务书的要求进行设计构思。（半天）3、熟悉MATLAB中的相关工具（一天）4、系统设计与仿真分析。（三天）5、撰写说明书。（二天）6、课程设计答辩（半天）指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要11．总体思路22．用MATLAB作出原系统的系统伯

3、德图和根轨迹23．利用超前校正54．利用滞后校正85．仿真及结果136、心得体会15武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书摘要MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C++ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的

4、复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。如果系统设计要求满足性能指标属频域特征量，则通过采用频域校正方法。在开环系统对数频率特性基础上，满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度等要求出发，进行串联校正的方法。在bode图上虽然不能严格定量的给出系统的动态性能，但是却能方便的根据频域指标确定校正装置的形式和参数，特别是对校正系统的高频特性有要

5、求时，采用频率校正较其他方法更方便。串联滞后校正-超前校正，其基本原理是利用滞后超前网络的超前部分来郑大系统的相角裕度，同时利用滞后部分来改善系统的稳定性能。关键词：控制系统，校正，传递函数，频率，MATLAB1武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书单位负反馈系统的校正设计1．总体思路(1)．根据开环传递函数得E（s）=1/(1+Gs*Hs)，ess=错误！未找到引用源。得ess=0(2)．根据开环传递函数画出bode图和根轨迹图，求出幅值裕度和相位裕度。从图上看出校正前系统的相位裕度和剪切频率(3)．根据相位裕度的要求，计算出滞后校正

6、装置的参数a和T。即得校正装置的传递函数，然后得到校正后系统的开环传递函数。(4)．验证已校正系统的相位裕度和幅值裕度h。2．用MATLAB作出原系统的系统伯德图和根轨迹根据开环传递函数画出bode图以及根轨迹，得出幅值裕度和相位裕度。校正前的bode图，如图1源程序：num=100;den=[1,11,10,0];margin(num,den);grid;14武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书图1校正前的bode图由图1得出：幅值裕度为0.828db相位裕度为1.58deg幅值截止频率Wcg=3.16rad/s相位截止频率Wcp=

7、3.01rad/s校正前的根轨迹图如下源程序：num=[100];den=[111100];rlocus(num,den)14武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书图2校正前的根轨迹图单位阶跃响应分析如图3源程序:G=tf([100],[111100]);G1=feedback(G,1);t=0:0.01:100;step(G1,t);gridxlabel（’t’）;ylabel(‘c(t)’)14武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书图3校正前单位阶跃响应图3．利用超前校正(1）.得=180—90—actgWc=17.56(2).

8、则有=45—17.56+10=37.33得出a=0.245(3).然后未校正系统的特性曲线上查出其幅值等于10lg（1/a）对应的频率。如图4。源程序：num=100;den=[