自動(dòng)控制原理校正課程設(shè)計(jì)-- 線性控制系統(tǒng)校正與分析

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p>　　題 目 線性控制系統(tǒng)校正與分析 </p><p>　　院 部 名 稱 機(jī)電工程學(xué)院 </p><

2、;p>　　專 業(yè) 10電氣工程及其自動(dòng)（單） </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　組 長(zhǎng) 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

3、</p><p>　　設(shè) 計(jì) 地 點(diǎn) 工科樓C 214 </p><p>　　設(shè) 計(jì) 學(xué) 時(shí) 1周 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b>　

4、　目錄</b></p><p><b>　　目錄2</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)的目的及題目3</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的3</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的題目3</p><p>　　第二章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求4</p>&

5、lt;p>　　2.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)4</p><p>　　2.2課程設(shè)計(jì)的要求4</p><p>　　第三章 校正函數(shù)的設(shè)計(jì)5</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)任務(wù)5</b></p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)部分5</b></p><p>　　第四

6、章 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析8</p><p>　　4.1校正前系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析8</p><p>　　4.2校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析10</p><p>　　第五章 系統(tǒng)的根軌跡分析及幅相特性13</p><p>　　5.1校正前系統(tǒng)的根軌跡分析13</p><p>　　5.2校正后系統(tǒng)的根軌跡分析15<

7、;/p><p>　　第七章 傳遞函數(shù)特征根及bode圖17</p><p>　　7.1校正前系統(tǒng)的幅相特性和bode圖17</p><p>　　7.2校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的特征根和bode圖18</p><p><b>　　第七章 總結(jié)20</b></p><p><b>　　參考文

8、獻(xiàn)20</b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計(jì)的目的及題目</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)的目的</p><p>　　⑴掌握自動(dòng)控制原理的時(shí)域分析法，根軌跡法，頻域分析法，以及各種補(bǔ)償（校正）裝置的作用及用法，能夠利用不同的分析法對(duì)給定系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，能根據(jù)不同的系統(tǒng)性能指標(biāo)要求進(jìn)行合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并調(diào)試滿足系統(tǒng)的指標(biāo)。</p>

9、<p>　　⑵學(xué)會(huì)使用MATLAB語(yǔ)言及Simulink動(dòng)態(tài)仿真工具進(jìn)行系統(tǒng)仿真與調(diào)試。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)的題目</p><p>　　已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試用頻率法設(shè)計(jì)串聯(lián)滯后校正裝置，使系統(tǒng)的相角裕量，靜態(tài)速度誤差系數(shù)。</p><p><b>　　\</b></p><p&g

10、t;　　第二章 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求</p><p>　　2.1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)</p><p>　　設(shè)計(jì)報(bào)告中，根據(jù)給定的性能指標(biāo)選擇合適的校正方式對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行校正（須寫清楚校正過(guò)程），使其滿足工作要求。然后利用MATLAB對(duì)未校正系統(tǒng)和校正后系統(tǒng)的性能進(jìn)行比較分析，針對(duì)每一問(wèn)題分析時(shí)應(yīng)寫出程序，輸出結(jié)果圖和結(jié)論。最后還應(yīng)寫出心得體會(huì)與參考文獻(xiàn)等。</p><p>

11、　　2.2課程設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　⑴首先，根據(jù)給定的性能指標(biāo)選擇合適的校正方式對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行校正，使其滿足工作要求。要求程序執(zhí)行的結(jié)果中有校正裝置傳遞函數(shù)和校正后系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，校正裝置的參數(shù)T，α等的值。</p><p>　?、评肕ATLAB函數(shù)求出校正前與校正后系統(tǒng)的特征根，并判斷其系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么?</p><p>　?、抢肕ATLAB作出

12、系統(tǒng)校正前與校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線，單位階躍響應(yīng)曲線，單位斜坡響應(yīng)曲線，分析這三種曲線的關(guān)系？求出系統(tǒng)校正前與校正后的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)σ%、tr、tp、ts以及穩(wěn)態(tài)誤差的值，并分析其有何變化。</p><p>　?、壤L制系統(tǒng)校正前與校正后的根軌跡圖，并求其分離點(diǎn)、匯合點(diǎn)及與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)和相應(yīng)點(diǎn)的增益值，得出系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)增益的變化范圍。</p><p>　?、衫L制系統(tǒng)校正前與校正后的Nyqui

13、st圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說(shuō)明理由。</p><p>　　⑹繪制系統(tǒng)校正前與校正后的Bode圖，計(jì)算系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和相位穿越頻率。判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說(shuō)明理由。</p><p>　　第三章 校正函數(shù)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　首先，根據(jù)給定的性

14、能指標(biāo)選擇合適的校正方式對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行校正，使其滿足工作要求。要求程序執(zhí)行的結(jié)果中有校正裝置傳遞函數(shù)和校正后系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，校正裝置的參數(shù)T，α等的值。</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)部分</b></p><p>　　對(duì)給出的開環(huán)系統(tǒng)分析，已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)，試用頻率法設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置，要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，系統(tǒng)的相角裕度，校正后的剪

15、切頻率，步驟如下：</p><p>　?、鸥鶕?jù)穩(wěn)態(tài)誤差要求，確定開環(huán)增益K；</p><p>　　已知系統(tǒng)函數(shù)為一型系統(tǒng)，靜態(tài)速度誤差系數(shù)，取，則</p><p><b>　　故：函數(shù)為：</b></p><p>　　⑵利用已確定的開環(huán)增益，畫出未校正系統(tǒng)的對(duì)數(shù)頻率特性，確定未校正系統(tǒng)的剪切頻率，相角裕度和幅值裕度Kg。

16、</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p><b>　　k=5;</b></p><p>　　num=[k];deng=[0.25 1.25 1 0];</p><p>　　G0=tf(num,deng)</p><p>　　figure(1);marg

17、in(G0)</p><p>　　[kg,r,wg,wc]=margin(G0) %bode的參數(shù)</p><p>　　運(yùn)行后的結(jié)果及圖形：</p><p>　　圖3.1未校正的bode圖</p><p>　　幅值裕量Lh= L（Wg）=-1.0000 幅值穿越頻率Wg=2&l

18、t;/p><p>　　想位裕量r =180-90-arctan(Wc)-arctan0.25*Wc =-7.3342e-006 °截止頻率 Wc =2</p><p>　　（3）由于r的值不符合題目要求；r>=45°，則選取串聯(lián)滯后校正；</p><p>　　考慮到滯后網(wǎng)絡(luò)在新的截止頻率wc’’處會(huì)產(chǎn)生一定的相角滯后，選 (wc’’)= -6&

19、#176;,則：’’=’(wc’’)+ (wc’’)，’’=45°,則’(wc’’)= ’’- (wc’’)=51°；由’（wc’’）=180-90°- arctanwc’’-arctan0.25 wc’’=51°，解得wc’’=0.61rad/s。</p><p>　　當(dāng)wc’’=0.61rad/s 時(shí)，L’(w)=16.8dB；</p><p>

20、;　　由20lgb+L’(wc’’)=0，解得 b=0.145</p><p>　　令1/bT=0.1wc’’， 解得 T=116.89s，滯后校正的函數(shù)為</p><p>　　Gc=(1+16.95s)/(1+116.89s)；</p><p>　　因?yàn)檫@里wc’’<2不滿足系統(tǒng)的要求，在原有的校正基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行超前校正。串聯(lián)超前校正可以使截止

21、頻率后移，所以可以在串聯(lián)滯后環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)串聯(lián)超前環(huán)節(jié)，使得wc’’>=2rad/s。</p><p>　　取wc=2rad/s，由L’’(w)曲線可得出L’’(wc)=-16.8dB</p><p>　　–L’’(wc)=10lga</p><p><b>　　a=47.86</b></p><p>　　

22、T=1/wc(√a)=0.07</p><p>　　則串聯(lián)超前傳遞函數(shù)Gc2=(1+aTs)/(1+Ts)=(1+3.45s)/(1+0.07s)</p><p>　　滯后-超前校正后的傳遞函數(shù)為</p><p>　　Gk=Gs*Gc2=[5(1+16.95s) (1+3.45s)]/ [ s(s+1)(0.25s+1) (1+116.89s) (1+0.07s)]

23、</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p><b>　　s=tf('s')</b></p><p>　　G1c=(1+16.95*s)/(1+116.89*s);</p><p>　　G2c=(1+3.45*s)/(1+0.07*s);</p>&

24、lt;p>　　G0=5/(s*(s+1)*(0.25*s+1));</p><p>　　Gs=G1c*G2c*G0;</p><p>　　figure(4);margin(Gs')</p><p>　　hold on ;grid </p><p>　　[kg,r,wg,wc]=margin(Gs)</p><

25、;p>　　運(yùn)算后的圖形及結(jié)果：</p><p>　　計(jì)算出的系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和</p><p>　　幅值裕量 kg = 8.9316 相位裕量 r = 72.2703</p><p>　　幅值穿越頻率wg =8.3154 相位穿越頻率： wc = 2.00

26、31</p><p>　　符合題目的要求，校正系統(tǒng)可以。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的分析</p><p>　　任務(wù)：利用MATLAB作出系統(tǒng)校正前與校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線，單位階躍響應(yīng)曲線，單位斜坡響應(yīng)曲線，分析這三種曲線的關(guān)系？求出系統(tǒng)校正前與校正后的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)σ%、tr、tp、ts以及穩(wěn)態(tài)誤差的值，并分析其有何變化。</p>&

27、lt;p>　　4.1校正前系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析</p><p>　　校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　4.1.1程序如下：</p><p><b>　　k=5;</b></p><p>　　num=[k];deng=[0.25 1.25 1 0];</p><p>　　G0=tf(

28、num,deng)</p><p>　　figure(1);G1=feedback(G0,1);step(G1)</p><p>　　wen=dcgain(G1); %穩(wěn)定值</p><p>　　[y,t]=step(G1); [max_y,k]=max(y);%取數(shù)據(jù)，取最大值，及對(duì)應(yīng)的時(shí)間</p><p>　　tp=t(k)

29、 %峰值</p><p>　　ct=(max_y-wen)/wen*100 %超調(diào)量</p><p>　　r1=1;while(y(r1)<0.1*wen)</p><p><b>　　r1=r1+1;</b></p><p><b>　　end</b>

30、;</p><p>　　r2=1;while(y(r2)<0.9*wen)</p><p><b>　　r2=r2+1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　tr=r2-r1 %上升時(shí)間</p><p

31、>　　s=length(t);</p><p>　　while(y(s)<0.98*wen&&(y(s)<1.02*wen))</p><p><b>　　s=s-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　ts=t(s)

32、 %超調(diào)時(shí)間</p><p>　　figure(2);G1=feedback(G0,1);impulse(G1)</p><p>　　figure(3);he=conv(conv([1 0],[1,1]),[0.25,1]);step(k,[he,0])</p><p>　　ess=1-dcgain(G1) </p>

33、<p>　　4.1.2動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)σ%、tr、tp、ts以及穩(wěn)態(tài)誤差的值</p><p>　　超調(diào)量σ%=ct=92.8468; 上升時(shí)間tr=2s</p><p>　　調(diào)節(jié)時(shí)間 ts=24.5 s 穩(wěn)態(tài)誤差ess=0</p><p>　　峰值時(shí)間tp=23.75s</p&g

34、t;<p>　　4.1.3三種特性圖形</p><p>　　圖4.1校正前脈沖響應(yīng)圖</p><p>　　圖4.2校正前階躍響應(yīng)圖形</p><p>　　在Simulink 窗口里菜單方式下的單位斜坡響應(yīng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p><b>　　圖2.4.3結(jié)構(gòu)圖</b></p><

35、;p>　　圖2.4.4校正前斜波響應(yīng)圖形</p><p>　　4.2校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析</p><p>　　校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　292.4 s^2 + 102 s + 5</p><p>　　-------------------------------------------------</p&g

36、t;<p>　　2.046 s^5 + 39.47 s^4 + 154.6 s^3 + 118.2 s^2 + s</p><p>　　動(dòng)態(tài)性能參數(shù)及三曲線圖；程序如下：</p><p><b>　　s=tf('s')</b></p><p>　　G1c=(1+16.95*s)/(1+116.89*s);</

37、p><p>　　G2c=(1+3.45*s)/(1+0.07*s);</p><p>　　G0=5/(s*(s+1)*(0.25*s+1));</p><p>　　Gs=G1c*G2c*G0</p><p>　　figure(1);s=feedback(Gs,1);step(s)%階躍</p><p>　　wen=dcga

38、in(s); %穩(wěn)定值</p><p>　　[y,t]=step(s); [max_y,k]=max(y);%取數(shù)據(jù)，取最大值，及對(duì)應(yīng)的時(shí)間</p><p>　　tp=t(k) %峰值</p><p>　　ct=(max_y-wen)/wen*100 %超調(diào)量</p><p>　　r1=1

39、;while(y(r1)<0.1*wen)</p><p><b>　　r1=r1+1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　r2=1;while(y(r2)<0.9*wen)</p><p><b>　　r2=r2+1;</b>

40、</p><p><b>　　end</b></p><p>　　tr=r2-r1 %上升時(shí)間</p><p>　　s=length(t);</p><p>　　while(y(s)<0.98*wen&&(y(s)<1.02*wen))</p><p><

41、b>　　s=s-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　ts=t(s) %超調(diào)時(shí)間</p><p>　　figure(2);s=feedback(Gs,1);impulse(s)</p><p>　　figure(3);he=conv(conv([1

42、0],[1,1]),[0.25,1]);step(k,[he,0])</p><p>　　ess=1-dcgain(s)</p><p>　　x=solve('5*(1+16.95*s) *(1+3.45*s)/ (s*(s+1)*(0.25*s+1)* (1+116.89*s) *(1+0.07*s))','s')</p><p>

43、　　figure(4);margin(Gs')</p><p>　　hold on ;grid </p><p>　　[kg,r,wg,wc]=margin(Gs)</p><p>　　hold on ;grid </p><p>　　4.2.1校正后動(dòng)態(tài)參數(shù)運(yùn)算結(jié)果：</p><p>　　超調(diào)量σ%=

44、ct=2.8675; 上升時(shí)間tr=7s</p><p>　　調(diào)節(jié)時(shí)間 ts=59.9458s 穩(wěn)態(tài)誤差ess=0</p><p>　　峰值時(shí)間tp=15.8741s</p><p>　　4.2.2三圖形如下：</p><p>　　圖4.5校正后脈沖響應(yīng)圖形</p&g

45、t;<p>　　圖4.6校正后階躍響應(yīng)圖形</p><p>　　4.7校正后的斜波圖</p><p>　　4.8校正后的斜波圖</p><p>　　4.2.3分析單位階躍響應(yīng)曲線，單位斜坡響應(yīng)曲線，這三種曲線的關(guān)系</p><p>　　答單位斜波響應(yīng)的一次導(dǎo)數(shù)是階躍響應(yīng)曲線，階躍響應(yīng)的一次導(dǎo)數(shù)是沖擊響應(yīng)。</p>

46、<p>　　第五章 系統(tǒng)的根軌跡分析及幅相特性</p><p>　　任務(wù)：繪制系統(tǒng)校正前與校正后的根軌跡圖，并求其分離點(diǎn)、匯合點(diǎn)及與虛軸交點(diǎn)的坐標(biāo)和相應(yīng)點(diǎn)的增益值，得出系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)增益的變化范圍。繪制系統(tǒng)校正前與校正后的Nyquist圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說(shuō)明理由。</p><p>　　5.1校正前系統(tǒng)的根軌跡分析及幅相特性</p><p>　　校正前的開

47、環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　5.1.1根軌跡，分離點(diǎn)，K*的求法程序如下：</p><p><b>　　k=5;</b></p><p>　　num=[k];deng=[0.25 1.25 1 0];</p><p>　　G0=tf(num,deng);k=0:0.05:200</p><p&

48、gt;　　figure(1);rlocus(G0,k)</p><p>　　figure(2);nyquist(G0)</p><p>　　[k,poles]=rlocfind(G0)</p><p>　　5.1.2運(yùn)行后的結(jié)果及圖形如下：</p><p>　　圖5.1校正前根軌跡</p><p>　　圖5.2校正前分

49、離點(diǎn)坐標(biāo)</p><p>　　分離點(diǎn)：D=-0.465，K*=0.044</p><p>　　圖5.3校正后與虛軸焦點(diǎn)</p><p>　　與虛軸交點(diǎn)：-00877±1.97i，增益K*=0.965</p><p>　　校正前系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)增益K*的變化范圍是0<K*<5.02，而題目中的K*=5，校正前的閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。&

50、lt;/p><p>　　5.1.3奈奎斯特曲線</p><p>　　5.5校正前奈奎斯特曲線</p><p>　　由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以從到順時(shí)針補(bǔ)畫一圈，再由上圖可知，Nyquist曲線順時(shí)針圍繞點(diǎn)(-1，j0)兩圈，所以,，而，Z=P-R=2；所以校正前閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。</p><p>　　5.2校正后系統(tǒng)的根軌跡分析及幅相

51、特性</p><p>　　校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　292.4 s^2 + 102 s + 5</p><p>　　-------------------------------------------------</p><p>　　2.046 s^5 + 39.47 s^4 + 154.6 s^3 + 118.2 s^

52、2 + s</p><p>　　5.2.1程序如下：</p><p><b>　　s=tf('s')</b></p><p>　　G1c=(1+16.95*s)/(1+116.89*s);</p><p>　　G2c=(1+3.45*s)/(1+0.07*s);</p><p>　

53、　G0=5/(s*(s+1)*(0.25*s+1));</p><p>　　Gs=G1c*G2c*G0</p><p>　　figure(1);rlocus(Gs)</p><p>　　[k,poles]=rlocfind(Gs)</p><p>　　運(yùn)算程序得出圖形及結(jié)果：</p><p>　　圖5.5校正后的根軌跡

54、</p><p>　　可以得出分離的坐標(biāo)-2.54，k*=0.213；與虛軸的交點(diǎn)：0.0765+8.44i,k*=9.29;</p><p>　　K*取值范圍0<k*<9.29,k取5在范圍內(nèi)，系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　5.2.2奈奎斯特曲線</p><p>　　圖5.6校正后奈奎斯特曲線</p><p

55、>　　由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以從到順時(shí)針補(bǔ)畫一圈，再由上圖可知，Nyquist曲線順時(shí)針圍繞點(diǎn)(-1，j0)0圈，所以,，而，所以，所以校正后閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　第七章 傳遞函數(shù)特征根及bode圖</p><p>　　任務(wù)：利用MATLAB函數(shù)求出校正前與校正后系統(tǒng)的特征根，并判斷其系統(tǒng)是否穩(wěn)定，為什么？繪制系統(tǒng)校正前與校正后的Bode圖，計(jì)算系統(tǒng)的幅

56、值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和相位穿越頻率。判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說(shuō)明理由。</p><p>　　7.1校正前系統(tǒng)的幅相特性和bode圖</p><p>　　校正前的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　7.1.1幅相特性程序如下：x=solve('5*(1+16.95*s) *(1+3.45*s)/ (s*(s+1)*(0.25*s+1)* (1+116.

57、89*s) *(1+0.07*s))','s')</p><p><b>　　結(jié)果：</b></p><p><b>　　x =</b></p><p><b>　　-5.</b></p><p><b>　　2.*i</b><

58、;/p><p><b>　　-2.*i</b></p><p>　　由于是有二個(gè)根是在虛軸上，處于臨界穩(wěn)定。</p><p>　　7.1.2未校正的伯德圖程序如下：</p><p><b>　　k=5;</b></p><p>　　num=[k];deng=[0.25 1.25

59、1 0];</p><p>　　G0=tf(num,deng)；</p><p>　　figure(4);margin(G0)</p><p>　　[kg,r,wg,wc]=margin(G0)</p><p><b>　　運(yùn)算結(jié)果及圖形</b></p><p>　　圖7.1未校正的bode圖&l

60、t;/p><p>　　由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，應(yīng)從對(duì)數(shù)相頻特性曲線上處開始，用虛線向上補(bǔ)畫角。所以，在開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻的頻率范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的開環(huán)對(duì)數(shù)相頻特性曲線對(duì)線有一次負(fù)穿越，即，則，，所以校正前閉環(huán)系統(tǒng)不穩(wěn)定。</p><p>　　幅值裕量Lh= L（Wg）=-1.0000 幅值穿越頻率Wg=2</p><p>　

61、　想位裕量r =180-90-arctan(Wc)-arctan0.25*Wc =-7.3342e-006 °截止頻率 Wc =2</p><p>　　7.2校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的特征根和bode圖</p><p>　　校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為：</p><p>　　292.4 s^2 + 102 s + 5</p><p>　　--

62、-----------------------------------------------</p><p>　　2.046 s^5 + 39.47 s^4 + 154.6 s^3 + 118.2 s^2 + s</p><p>　　7.2.1特征根程序如下：x=solve('5*(1+16.95*s) *(1+3.45*s)/ (s*(s+1)*(0.25*s+1)* (1+1

63、16.89*s) *(1+0.07*s))','s')</p><p><b>　　結(jié)果：x =</b></p><p>　　-.28985507246376811594202898550725</p><p>　　-.58997050147492625368731563421829e-1</p><

64、p>　　根都在區(qū)域的左半?yún)^(qū)域，故系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　7.2.2 校正后的bode圖程序如下：</p><p><b>　　s=tf('s')</b></p><p>　　G1c=(1+16.95*s)/(1+116.89*s);</p><p>　　G2c=(1+3.45*s)/(1+0

65、.07*s);</p><p>　　G0=5/(s*(s+1)*(0.25*s+1));</p><p>　　Gs=G1c*G2c*G0</p><p>　　figure(1);margin(Gs')</p><p>　　hold on ;grid </p><p>　　[kg,r,wg,wc]=margin

66、(Gs)</p><p><b>　　運(yùn)算圖形及結(jié)果</b></p><p>　　計(jì)算出的系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和</p><p>　　幅值裕量 kg = 8.9316 相位裕量 r = 72.2703</p><p>　　幅值穿越頻率wg =8.315

67、4 相位穿越頻率： wc = 2.0031</p><p>　　由于開環(huán)傳遞函數(shù)中含有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，應(yīng)從對(duì)數(shù)相頻特性曲線上處開始，用虛線向上補(bǔ)畫角。所以，在開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻的頻率范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的開環(huán)對(duì)數(shù)相頻特性曲線對(duì)線無(wú)穿越，即、，則，，所以校正后閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　并且校正后的系統(tǒng)的相位裕量、靜態(tài)速度誤差系數(shù)、剪切頻率均符合題目設(shè)計(jì)的要求，故系統(tǒng)

68、校正到此全部完成。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)自動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)，我更加深刻的理解了課堂上學(xué)到的理論知識(shí)。在做該課程設(shè)計(jì)的開始，我遇到了很多困難，比如，使用MATLAB軟件不熟練，但我沒(méi)有放棄，上網(wǎng)查資料，自學(xué)了該軟件的使用。其次，在計(jì)算題目時(shí)，我發(fā)現(xiàn)原題存在一些問(wèn)題，即使用題中所給的超前校正無(wú)法完成，我在同學(xué)的幫助下，將本題的校

69、正方式改為滯后-超前校正，從而成功解出題目。</p><p>　　這次的課程設(shè)計(jì)讓我體會(huì)到了同學(xué)間相互學(xué)習(xí)，互相幫助的良好學(xué)習(xí)氛圍和班級(jí)學(xué)風(fēng)，在我們課程設(shè)計(jì)出現(xiàn)各種問(wèn)題時(shí)，老師及時(shí)與大家交流，幫助大家順利完成。</p><p>　　我希望學(xué)校今后能夠?yàn)槲覀兌嗵峁┮恍┻@樣的學(xué)習(xí)實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓我們?cè)趯?shí)踐中鞏固在課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，從而更好地服務(wù)于社會(huì)。</p><p>

70、<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 黃忠霖編. 自動(dòng)控制原理的MATLAB實(shí)現(xiàn)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2007.</p><p>　　[2] 黃忠霖等編. 控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[3] 程 鵬編.自動(dòng)控制原理[M].北京：高等教育出版社，2010.