自動控制超前校正課程設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課程設計的題目與要求1</p><p>　　二、課程設計的目的1</p><p>　　三、課程設計的內(nèi)容與安排1</p><p>　　四、課程設計的步驟1</p><p>　　五、課程設計的心得與體會7</p&

2、gt;<p>　　六、參考文獻..................................................................8</p><p><b>　　超前校正課程設計</b></p><p><b>　　課程設計設計題目：</b></p><p>　　已知單位反饋系

3、統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)如下：</p><p>　　試設計超前校正環(huán)節(jié)，使其校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度為45度，并繪制校正前后系統(tǒng)的單位階躍響應曲線，開環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖。</p><p><b>　　課程設計目的</b></p><p>　　通過課程設計使學生更進一步掌握自動控制原理課程的有關知識，加深對內(nèi)涵的理解，提高解決

4、實際問題的能力。</p><p>　　理解自動控制原理中的關于開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的概念以及二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。</p><p>　　理解在自動控制系統(tǒng)中對不同的系統(tǒng)選用不同的校正方式，以保證得到最佳的系統(tǒng)。</p><p>　　理解在校正過程中的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度，截止頻率，超前(滯后)角頻率，分度系數(shù)，時間常數(shù)等參數(shù)。</p>&l

5、t;p>　　學習MATLAB在自動控制中的應用，會利用MATLAB提供的函數(shù)求出所需要得到的實驗結果。</p><p>　　三、課程設計的內(nèi)容與安排</p><p>　　1. 布置任務書，查閱資料設計、計算（１天）</p><p>　　2. 程序設計、上機調(diào)試程序（３天）</p><p>　　3. 調(diào)試、驗收，書寫報告（0.5天）<

6、;/p><p>　　4. 成績評定（0.5天）</p><p><b>　　四、課程設計步驟</b></p><p><b>　　設計思想：</b></p><p>　　設計一個串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)，適當?shù)剡x擇參數(shù)a和T,就可以使其校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度等滿足指標的要求，從而改善系統(tǒng)的動態(tài)性

7、能。</p><p><b>　　設計步驟：</b></p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p>　　1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能要求，確定開環(huán)增益K K=6.</p><p>　　2) 利用已確定的開環(huán)增益K，畫出校正前的開環(huán)Bode圖STEP圖和閉環(huán)Nyquist圖。計算未校

8、正系統(tǒng)的相角裕量。</p><p>　　3)根據(jù)已校正系統(tǒng)希望的剪切率，計算超前網(wǎng)絡參數(shù)。</p><p>　　3.74rad/s, 1800-1590 =210</p><p>　　由于題目要求=450，因此,</p><p>　　所以450-210+，先選取=200，</p><p><b>　　于是

9、有：=440，</b></p><p>　　sin()=a-1/a+1=0.7547求出a=6.55</p><p>　　-L()=Lc()=10Lg(a)=10Lg(6.55)=8.1624</p><p>　　得 ==6.55rad/s</p><p><b>　　確定超前網(wǎng)絡參數(shù)T</b></p&

10、gt;<p>　　T=1/（ωm*sqrt（a））=0.06343</p><p>　　所以，超前網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)為: </p><p>　　校正后的開環(huán)傳函為:</p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p>　　4)驗算已校正系統(tǒng)的相角裕量</p><p>　　驗

11、證相裕角度為410不符合題目要求繼續(xù)驗證，重復上述過程，最后確定=270得相角裕度正好為45度，滿足條件.</p><p><b>　　所以 6.51，</b></p><p>　　確定超前網(wǎng)絡參數(shù)為 T=1/（ωm*sqrt（a））=0.05375</p><p>　　所以，超前網(wǎng)絡的傳遞函數(shù)為: </p><p>

12、　　校正后的開環(huán)傳函為:</p><p><b>　　3．設計程序代碼：</b></p><p><b>　　1）校正前程序：</b></p><p><b>　　num=6;</b></p><p>　　f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1];</

13、p><p>　　den=conv(f1,conv(f2,f3));</p><p>　　[mag,phase,w]=bode(num,den);</p><p>　　figure(1);</p><p>　　margin(mag,phase,w);</p><p><b>　　hold on;</b>

14、</p><p>　　figure(2);</p><p>　　s1=tf(num,den);</p><p>　　sys=feedback(s1,1);</p><p>　　step(sys);</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　f

15、igure(3);</p><p>　　nyquist(sys);</p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p>　　校正前 STEP圖，開環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖如下：</p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p>&l

16、t;b>　　2）校正后程序：</b></p><p><b>　　num1=6;</b></p><p>　　num2=[0.4383,1];</p><p>　　num=conv(num1,num2);</p><p>　　f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1],f4=[0.05

17、375,1];</p><p>　　den=conv(f1,conv(f2,conv(f3,f4)));</p><p>　　[mag,phase,w]=bode(num,den);</p><p>　　figure(1);</p><p>　　margin(mag,phase,w);</p><p><b>

18、;　　hold on;</b></p><p>　　figure(2);</p><p>　　s1=tf(num,den);</p><p>　　sys=feedback(s1,1);</p><p>　　step(sys);</p><p><b>　　hold on;</b><

19、;/p><p>　　figure(3);</p><p>　　nyquist(sys);</p><p>　　校正后的STEP圖，開環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖如下：</p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p>　　大 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙<

20、/p><p>　　五、課程設計心得與體會：</p><p>　　本次課程設計讓我知道了跟軌跡法頻率特性法及乃奎斯特圖法，通過課設實踐對上述方法有了更深如的理解，并通過本次設計認識到了所學原理知識的應用。闊寬了視野。最終能夠完整的完成此次課程設計，鍛煉了自己查詢資料，閱讀資料，運用資料的能力。加強了個人獨立思考的能力，最終得到了比較正確的實驗結果。</p><p>　　大

21、 連 海 洋 大 學 課 程 設 計 報 告 紙</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　《自動控制原理》 孟華 編著 機械工業(yè)出版社</p><p>　　《自動控制原理》胡壽松 編著 科學出版社</p><p>　　《控制系統(tǒng)設計與仿真》李宜達 編著 清華大學出版社<