自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)--用matlab實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的滯后校正設(shè)置

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目 用matlab實(shí)現(xiàn)控制 </p><p>　　系統(tǒng)的滯后校正設(shè)置 </p><p>　　課 程 名 稱 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì) </p><p>　　院 部 名 稱

2、 機(jī)電工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí) 10電氣工程及其自動(dòng)化（單） </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

3、 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí) 1周 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　滯后校正的基本原理是利用滯后網(wǎng)絡(luò)的高頻幅

4、值衰減特性使系統(tǒng)截止頻率下降，從而使系統(tǒng)獲得足夠的相位裕度?；蛘撸抢脺缶W(wǎng)絡(luò)的低通濾波特性，使低頻信號(hào)有較高的增益，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。</p><p>　　可以說，滯后校正在保持暫態(tài)性能不變的基礎(chǔ)上，提高開環(huán)增益。也可以等價(jià)地說滯后校正可以補(bǔ)償因開環(huán)增益提高而發(fā)生的暫態(tài)性能的變化。</p><p>　　此外，本次課程設(shè)計(jì)還要使用Matlab軟件繪制系統(tǒng)伯德圖及根軌跡圖。MATL

5、AB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratory）的簡稱，是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。熟練掌握MATLAB的應(yīng)用對(duì)于自動(dòng)控制原理的學(xué)校和本次課程設(shè)計(jì)都十分重要。</p><p>　　關(guān)鍵字：Matlab 串聯(lián)滯后 校正 傳遞函數(shù)目錄</p><

6、p>　　摘要···································&

7、#183;····································

8、;·····1</p><p>　　1.課程設(shè)計(jì)目的與要求·························

9、3;·······························4</p><p>　　1.1課程設(shè)計(jì)應(yīng)

10、達(dá)到的目的····································

11、;·············4</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)要求··················

12、····································

13、3;······4</p><p>　　2.課程設(shè)計(jì)詳細(xì)過程························

14、3;···································5</p&

15、gt;<p>　　2.1設(shè)計(jì)題目·································

16、;································· 5</p><p&g

17、t;　　2.2求校正后的函數(shù)··································&#

18、183;······················5</p><p>　　2.3驗(yàn)證校正后的系統(tǒng)是否滿足要求·······&

19、#183;····························6</p><p>　　3. 校正前后系統(tǒng)分析··

20、····································

21、3;···············7</p><p>　　3.1校正后前的特征根···············

22、83;···································7</p

23、><p>　　3.2校正前與校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線···························8</p><p>

24、　　3.3校正前與校正后的單位階躍響應(yīng)曲線···························10</p><p>　　3.4校正前與校正后的單

25、位斜坡響應(yīng)曲線···························11</p><p>　　3.5穩(wěn)態(tài)誤差的值的變化與分析··

26、;····································13&

27、lt;/p><p>　　3.6繪制系統(tǒng)校正前與校正后的根軌跡圖并求相關(guān)參數(shù)········17</p><p>　　3.7校正前與校正后的Nyquist圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性········19</p><p>　

28、　3.8 系統(tǒng)校正前與校正后的Bode圖并計(jì)算相關(guān)參數(shù)············21</p><p>　　4.心得體會(huì)···············

29、····································

30、3;···················23</p><p>　　5．參考文獻(xiàn)············&

31、#183;····································

32、;·····················23</p><p>　　1.課程設(shè)計(jì)目的與要求</p><p>　　1.1程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的</p><p>　

33、　1）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><p>　　2）學(xué)會(huì)使用MATLAB語言及Simulink動(dòng)態(tài)仿真工具進(jìn)行系統(tǒng)仿真與調(diào)試</p><p><b>　　1.2課程設(shè)計(jì)要求</b><

34、;/p><p>　　1）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，等的值。</p><p>　　2)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?

35、 </p><p>　　3)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><p>　　4)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)

36、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，并說明理由？ </p><p>　　5)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，并說明理由？ </p><p>　　2.課程設(shè)計(jì)詳細(xì)過程</p><p>

37、<b>　　2.1設(shè)計(jì)題目</b></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)的相位裕度，靜態(tài)速度誤差系數(shù)，增益欲度30—40dB。</p><p>　　因?yàn)橄到y(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv=40S-1,所以原傳遞函數(shù)中的K=40。</p><p>　　2.2求校正后的函數(shù)</p>&

38、lt;p><b>　　校正程序如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den)</p><p>　　[kg,r,wc,wg]=margin(G)</

39、p><p>　　margin(G);</p><p>　　phy=56-180;</p><p>　　[m,p,w]=bode(G);</p><p>　　wc1=spline(p,w,phy); </p><p>　　m1=spline(p,m,phy);</p><p><b>　　b

40、=1/m1</b></p><p>　　T=10/(b*wc1)</p><p>　　Gc=tf([b*T 1],[T 1])</p><p><b>　　sys=Gc*G</b></p><p>　　sys1=feedback(sys,1)</p><p>　　[kg1,r1,wc1

41、,wg1]=margin(sys)</p><p>　　margin(sys)</p><p>　　程序執(zhí)行后輸出校正裝置的的傳遞函數(shù)中參數(shù)B和T的值 ：</p><p><b>　　b =</b></p><p><b>　　0.0668</b></p><p><b

42、>　　T =</b></p><p><b>　　62.6802</b></p><p>　　程序執(zhí)行后輸出校正裝置的傳遞函數(shù) ：</p><p>　　Transfer function:</p><p>　　4.19 s + 1</p><p>　　-----------<

43、;/p><p>　　62.68 s + 1</p><p>　　程序執(zhí)行后輸出校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) ：</p><p>　　Transfer function:</p><p>　　167.6 s + 40</p><p>　　--------------------------------------</p&g

44、t;<p>　　0.7835 s^4 + 16.47 s^3 + 62.94 s^2 + s</p><p>　　2.3驗(yàn)證校正后的系統(tǒng)是否滿足要求：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.

45、75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G)</p><p>　　輸出結(jié)果：Gm = 82.508 【Gm：20logGm為幅值裕度】</p><p>　　Pm =49.9594 【Pm：相角裕度】</p>&

46、lt;p>　　Wcg =8.6740 【W(wǎng)cg：穿越頻率】</p><p>　　Wcp =0.3052 【W(wǎng)cp：剪切頻率】</p><p>　　由輸出結(jié)果可看到，幅值裕度和相角裕度都以滿足的題目中要達(dá)到的要求。</p><p>　　3．校正前后系統(tǒng)分析</p><p>　　校正前系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為： </p

47、><p>　　3.1通過matlab求系統(tǒng)校正后前的特征根 </p><p><b>　　①校正前的特征根：</b></p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.

48、0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den)</p><p>　　>> Gc=feedback(G,1);</p><p>　　>> [num,den]=tfdata(Gc,'v');</p><p>　　>> r=roots(den);</p&

49、gt;<p>　　>> disp(r)</p><p><b>　　輸出結(jié)果：</b></p><p>　　-23.4187 </p><p>　　1.2094 +11.6267i</p><p>　　1.2094 -11.6267i</p><p>　

50、　由程序輸出結(jié)果可知系統(tǒng)校正前有三個(gè)特征根，且有兩個(gè)特征根的實(shí)部都為正值。系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為系統(tǒng)特征方程的所有根都具有負(fù)實(shí)部，或者說都位于s平面的虛軸之左。所有校正前的系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。</p><p><b>　　②校正后的特征根：</b></p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=

51、[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　Gc=feedback(G,1);</p><p>　　[num,den]=tfdata(Gc,'v');</p><p>　　r

52、=roots(den);</p><p><b>　　disp(r)</b></p><p><b>　　輸出結(jié)果：</b></p><p>　　-16.1136 </p><p>　　-4.6528 </p><p>　　-0.1280

53、+ 0.2140i</p><p>　　-0.1280 - 0.2140i</p><p>　　由程序輸出結(jié)果可知系統(tǒng)校正前有四個(gè)特征根，且四個(gè)特征根的實(shí)部都為負(fù)值。系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為系統(tǒng)特征方程的所有根都具有負(fù)實(shí)部，或者說都位于s平面的虛軸之左。所有校正后的系統(tǒng)是穩(wěn)定的。</p><p>　　3.2通過matlab作出系統(tǒng)校正前與校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線&l

54、t;/p><p>　?、傧到y(tǒng)校正前的單位脈沖響應(yīng)：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ;

55、</p><p>　　closys=feedback(G,1);</p><p>　　impulse(closys);</p><p>　　系統(tǒng)校正前的單位脈沖響應(yīng)曲線如下：</p><p>　　②系統(tǒng)校正后的單位脈沖響應(yīng)：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p>

56、<p>　　k=[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　closys=feedback(G,1);</p><p>　　impulse(closys)</p><p>　　系

57、統(tǒng)校正后的單位脈沖響應(yīng)曲線如下：</p><p>　　3.3 通過matlab作出系統(tǒng)校正前與校正后的單位階躍響應(yīng)曲線</p><p>　?、傧到y(tǒng)校正前的單位階躍響應(yīng)：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=co

58、nv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><p>　　closys=feedback(G,1);</p><p>　　step(closys);</p><p>　　系統(tǒng)校正前的單位階躍響應(yīng)曲線如下：</p><p>　?、谙到y(tǒng)

59、校正后的單位階躍響應(yīng)：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　closys=feedb

60、ack(G,1);</p><p>　　step(closys)</p><p>　　step(closys)</p><p>　　系統(tǒng)校正后的單位階躍響應(yīng)曲線如下：</p><p>　　3.4通過matlab作出系統(tǒng)校正前與校正后的單位斜坡響應(yīng)曲線</p><p>　　①系統(tǒng)校正前的單位斜坡響應(yīng)：</p>

61、<p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　s=tf('s') ; </p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; &

62、lt;/p><p>　　closys=feedback(G,1),g1=closys/s^2;</p><p>　　impulse(g1),grid;</p><p>　　Transfer function:</p><p><b>　　40</b></p><p>　　0.0125 s^3 + 0.

63、2625 s^2 + s + 40</p><p>　　系統(tǒng)校正前的單位斜坡響應(yīng)曲線如下：</p><p>　　②系統(tǒng)校正后的單位斜坡響應(yīng)：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　s=tf('s') ;</p><p>　　k=[14.35 3.4

64、94];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　sys=tf(num,den);</p><p>　　closys=feedback(sys,1);</p><p>　　G1=closys/s^2;</p&g

65、t;<p>　　impulse(G1);</p><p>　　系統(tǒng)校正后的單位斜坡響應(yīng)曲線如下：</p><p>　　3.5 穩(wěn)態(tài)誤差的值，分析其變化：</p><p>　　①校正前的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo):</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0

66、 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><p>　　G1=tf(num,den);</p><p>　　G2=feedback(G1,1,-1);</p><p>　　[y,t]=s

67、tep(G2);</p><p>　　C=dcgain(G2);</p><p>　　[max_y,k]=max(y); </p><p><b>　　求峰值時(shí)間代碼：</b></p><p><b>　　tp=t(k) </b></p><p><b>

68、;　　輸出峰值時(shí)間</b></p><p>　　tp =1.9421</p><p>　　求超調(diào)量的程序代碼：</p><p>　　>> max_overshoot=100*(max_y-C)/C </p><p><b>　　輸出超調(diào)量：</b></p>&

69、lt;p>　　max_overshoot =876.8570</p><p>　　求上升時(shí)間的程序代碼：</p><p><b>　　> > r1=1;</b></p><p>　　while(y(r1)<0.1*C)</p><p><b>　　r1=r1+1;</b>&l

70、t;/p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　r2=1;</b></p><p>　　while(y(r2)<0.9*C)</p><p><b>　　r2=r2+1;</b></p><p><b>　　end&

71、lt;/b></p><p>　　tr=t(r2)-t(r1)</p><p><b>　　輸出上升時(shí)間：</b></p><p>　　tr =0.1142</p><p>　　求調(diào)節(jié)時(shí)間的程序代碼:</p><p>　　>> s=length(t);</p>&l

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

73、b>　　輸出調(diào)節(jié)時(shí)間：</b></p><p>　　ts =1.9801</p><p>　　系統(tǒng)校正前的穩(wěn)態(tài)誤差：</p><p><b>　　程序代碼如下:</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.

74、0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><p>　　Gc=feedback(G,1)</p><p><b>　　閉環(huán)傳遞函數(shù)：</b></p><p>　　Transfer function:</p><p><b>　　40

75、</b></p><p>　　--------------------------------</p><p>　　0.0125 s^3 + 0.2625 s^2 + s + 40</p><p>　　求穩(wěn)態(tài)誤差的程序代碼：</p><p>　　>> ess=1-dcgain(Gc)</p><p

76、><b>　　輸出穩(wěn)態(tài)誤差：</b></p><p><b>　　ess =0</b></p><p>　　②校正后的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo):</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.35 3.494];</p><p

77、>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　G1=tf(num,den);</p><p>　　G2=feedback(G1,1,-1);</p><p>　　[y,t]=step(G2);</p><p>　　C=dcgain

78、(G2);</p><p>　　[max_y,k]=max(y);</p><p>　　求峰值時(shí)間的程序代碼：</p><p>　　tp=t(k) </p><p>　　輸出峰值時(shí)間的程序代碼：</p><p>　　tp =34.7210</p><p>　　求超

79、調(diào)量的程序代碼： </p><p>　　>> max_overshoot=100*(max_y-C)/C</p><p><b>　　輸出超調(diào)量：</b></p><p>　　max_overshoot =1.0367e+003</p><p>　　求上升時(shí)間的程序代碼：</p><p&

80、gt;<b>　　>> r1=1;</b></p><p>　　while(y(r1)<0.1*C)</p><p><b>　　r1=r1+1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　r2=1;</b

81、></p><p>　　while(y(r2)<0.9*C)</p><p><b>　　r2=r2+1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p>　　tr=t(r2)-t(r1)</p><p><b>　　輸出上升時(shí)間：&

82、lt;/b></p><p>　　tr =1.2400</p><p>　　求調(diào)節(jié)時(shí)間的程序代碼:</p><p>　　>> s=length(t);</p><p>　　while y(s)>0.98*C&&y(s)<1.02*C</p><p><b>　　s

83、=s-1;</b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　ts=t(s)</b></p><p><b>　　輸出調(diào)節(jié)時(shí)間：</b></p><p>　　ts =34.7210</p><p>　　校正后的系

84、統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　Gc=feedback(G,1)&

85、lt;/p><p>　　輸出校正后的閉環(huán)傳遞函數(shù)：</p><p>　　Transfer function:</p><p>　　14.35 s + 3.494</p><p>　　---------------------------------------------------</p><p>　　0.7492 s^

86、4 + 15.75 s^3 + 60.2 s^2 + 15.35 s + 3.494</p><p>　　求穩(wěn)態(tài)誤差的程序代碼如下：</p><p>　　>> ess=1-dcgain(Gc)</p><p><b>　　輸出穩(wěn)態(tài)誤差：</b></p><p><b>　　ess =0</b&

87、gt;</p><p>　?、蹖?duì)求出的系統(tǒng)校正前與校正后的階躍響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)σ%、tr、tp、ts以及穩(wěn)態(tài)誤差的值，分析其變化：</p><p>　　從上述程序計(jì)算得的校正前后的動(dòng)態(tài)，而經(jīng)過滯后網(wǎng)絡(luò)校正后的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)中可看出，校正后的峰值時(shí)間tp、超調(diào)量%σ、上升時(shí)間tr、調(diào)節(jié)時(shí)間t等均有變化，反應(yīng)出系統(tǒng)響應(yīng)過程的平穩(wěn)性變好了。</p><p>　　3.6

88、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</p><p>　?、傧到y(tǒng)校正前的根軌跡:</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[

89、0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><p>　　rlocus(n,d);</p><p>　　[k,p]=rlocfind(n,d)</p><p>　　Select a point in the graphics window</p><p>　　輸

90、出選中的分離點(diǎn)的坐標(biāo)及與其相對(duì)應(yīng)的增益K：</p><p>　　selected_point =-0.897-0.132i</p><p><b>　　k=0.0612</b></p><p><b>　　p=0.989</b></p><p>　　0.7690 + 5.1067i</p>

91、;<p>　　0.7690 - 5.1067i</p><p>　　系統(tǒng)校正前的根軌跡圖如下：</p><p><b>　　\</b></p><p>　?、谙到y(tǒng)校正后的根軌跡:</p><p><b>　　程序代碼入下：</b></p><p>　　k=[14

92、.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p>　　rlocus(num,den);</p><p>　　[k,p]=rlocfind(num,den)</p><p>　　Select a point

93、in the graphics window</p><p>　　輸出選中的分離點(diǎn)的坐標(biāo)及與其相對(duì)應(yīng)的增益K：</p><p>　　selected_point =-2.19-0.138i</p><p><b>　　k=1.27</b></p><p><b>　　p=0.998</b></

94、p><p>　　3.5304 +16.2017i</p><p>　　3.5304 -16.2017i</p><p>　　-0.1319 </p><p>　　系統(tǒng)校正前的根軌跡圖如下</p><p>　　3.7校正前與校正后的Nyquist圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并說明理由 </p><p>

95、;　?、傧到y(tǒng)校正前的Nyquist圖</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><

96、p>　　sys=tf(n,d);</p><p>　　nyquist(sys)</p><p>　　系統(tǒng)校正前的Nyquist曲線圖如下：</p><p>　　根據(jù)所得的Nyquist曲線圖可知，開環(huán)幅相特性曲線不圍（-1，j0)點(diǎn)，開環(huán)傳遞函數(shù)已知，可以得出，開環(huán)傳遞函數(shù)s右半平面極點(diǎn)個(gè)數(shù)為零，即P=0,而R=0,Z=P-R=0所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。</p

97、><p>　?、谙到y(tǒng)校正后yquist圖</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.35 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><

98、p>　　sys=tf(num,den);</p><p>　　nyquist(sys);</p><p>　　系統(tǒng)校后Nyquist曲線圖如下：</p><p>　　根據(jù)所得的Nyquist曲線圖可知，開環(huán)幅相特性曲線不圍（-1，j0)點(diǎn)，開環(huán)傳遞函數(shù)已知，可以得出，環(huán)傳遞函數(shù)s右半平面極點(diǎn)個(gè)數(shù)為零，即P=0,而R=0,Z=P-R=0所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。<

99、/p><p>　　3.8 matlab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，并說明理由。</p><p>　　①系統(tǒng)校正前的bode圖及系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和相位穿越頻率：</p><p><b>　　程序代碼如下：</b></p><p

100、>　　num=[0 40];</p><p>　　den=conv(conv([1 0],[0.0625 1]),[0.2 1]);</p><p>　　G=tf(num,den) ; </p><p>　　[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G)</p><p>　　Gm = 0.5250</p><p&

101、gt;　　Pm =-14.7820</p><p>　　Wcg =8.9443</p><p>　　Wcp =12.1343</p><p>　　系統(tǒng)校正前的bode圖如下：</p><p>　?、傧到y(tǒng)校正后的bode圖及系統(tǒng)的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越頻率和相位穿越頻率：</p><p><b>　　程序

102、代碼如下：</b></p><p>　　k=[14.25 3.494];</p><p>　　den=[0.7492 15.75 60.2 1 0];</p><p>　　G=tf(k,den);</p><p><b>　　margin(G)</b></p><p><b>

103、;　　輸出結(jié)果：</b></p><p>　　gm =82.5087</p><p>　　pm =49.9594</p><p>　　wcg =8.6740</p><p>　　wcp =0.3052</p><p>　　系統(tǒng)校正后bode圖如下：</p><p>　　由校正后的Bo

104、de可知增益裕度為38.4DB，相位裕度為49.7°，基本能滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　4.心得體會(huì)</b></p><p>　　通過這次對(duì)控制系統(tǒng)的滯后校正的設(shè)計(jì)與分析，讓我對(duì)串聯(lián)滯后校正環(huán)節(jié)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)課本知識(shí)的進(jìn)一步理解，也讓我更進(jìn)一步熟悉了相關(guān)的MATLAB軟件的基本編程方法和使用方法。</p><p

105、>　　我體會(huì)到了學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理，不僅要掌握書本上的內(nèi)容，還要靈活思考，善于變換，在提出問題、分析問題、解決問題的過程中提高自己分析和解決實(shí)際問題的能力。要把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。還讓我懂得了自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的重要性，還有做事要有恒心，有信心，愿意動(dòng)腦子去想，就一定有所收獲。</p><p><b>　　5.參考文獻(xiàn)</b></p

106、><p>　　1、胡壽松. 自動(dòng)控制原理(第五版). 北京：科學(xué)出版社，2007. </p><p>　　2、于長官. 自動(dòng)控制技術(shù)及應(yīng)用. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006. </p><p>　　3、 正田英介. 自動(dòng)控制. 北京：科學(xué)出版社，2001. </p><p>　　4、程 鵬 .自動(dòng)控制原理[M] .北京：高等教育出版社