自动控制设计--单位负反馈系统的校正设计

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1、自动控制系统课程设计-17-目录一、设计题目·············································2二、设计目的和要求·······································21、设计目的·········································3-17-2、设计要求·········································4三、设计总体思路··································

2、·········5四、详细设计步骤·········································6五、设计总结-17-·············································13六、心得体会··············································14七、参考文献············································15摘要用现在控制领域最流行的MATLAB软件设计《现代控制理论》实验,具有

3、很多的优点。首先,控制领域是MATLAB的最早应用领域之一,其中的Simulink仿真功能和控制系统工具箱为《现代控制理论》的实验设计提供了极大的方便;其次,学生学习知识的目的是为了今后更好地应用知识,通过实验不仅帮助学生理解课堂所学理论,而且为学生今后使MATLAB进行控制系统的分析和设计打下了基础。MATLAB-17-主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计

4、以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处

5、理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。自动控制技术中的校正部分的灵活性大,为了满足同样的性能指标,可以采取不同的校正方法。本文着重说明了比例校正、比例微分校正(相位超前校正)、比例微分-积分校

6、正(相位超前-滞后校正)常用的串联校正方式。分别从建模、编程、结果分析及比较等方面进行了非常详细的分析。建立的传递函数和得到的校正结果和图形都在文章中得以体现。以MATLAB语言在小功率位置随动系统校正中的应用为例,建立了比较合理的数学模型。对比了校正前后的Bode图曲线,从而使得未校正前的不良性能指标得以改善。可以看出校正后系统的各项时域性能指标和频域性能指标均能达到工业中的要求。以此验证了MATLAB可以方便的实现自动控制系统的校正。　关键字：matlab、bode、串联超前校正、剪切频率、相角裕度、负反馈单

7、位负反馈系统的校正设计一、设计题目设单位负反馈系统的开环传递函数为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；(2)在单位斜坡输入下的稳态误差为；(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）；-17-（1）校正前后系统

8、的单位阶跃响应图。二、设计目的和要求1、设计目的（1）、通过课程设计进一步掌握自动控制原理课程的有关知识，加深对所学内容的理解，提高解决实际问题的能力。（2）、理解在自动控制系统中对不同的系统选用不同的校正方式，以保证得到最佳的系统。（3）、理解在校正过程中的静态速度误差系数，相角裕度，截止频率，超前(滞后)角频率，分度系数，时间常数等参数。（4）、理解相角裕度，稳态误差