自动控制课设滞后校正

自动控制原理课程设计兰州交通大学自动化与电气工程学院指导教师评语设计（40）平时（20）报告（40）（30）总成绩目录一、目的1二、问题描述1三、基于频率法的滞后校正器理论设计1四、软件仿真3五、思考题4六、课程设计的体会4七、参考文献5题目二连续定常系统的频率法滞后校正一、目的（1）掌握用频率特性法分析自动控制系统动态特性的方法；（2）研究串联迟后校正装置对系统的校正作用；（3）设计给定系统的迟后校正环节，并用仿真验证校正环节的正确性。（4）设计给定系统的迟后校正环节，并实验验证校正环节的正确性。二、问题描述已知单位反馈控制系统的开环传递函数为10OGSS（21）设计滞后校正装置，使校正后系统满足110,5,40VCKS三、基于频率法的滞后校正器理论设计用频率法对系统进行滞后校正的步骤为1由该系统的开环传递函数可知其为I型系统，则（31）10SK2未较正系统的伯德图如图1所示。由该图可见，未校正系统的相位裕量。又因，故由公式32058140（32）604140SIN可得校正后系统的相位裕量。383由于不满足相位裕量要求，则在对数相频特性曲线上找这样一个频率0点，要求在该频率处的开环频率特性的相角为（33）018183615263式中，为系统所要求的相位裕量，是考虑到因迟后网络的引入，在剪切频率处产生的相位迟后量，取，则C15（34）90ARCTNARCTN01263MMM（）由公式（34）得（35）9326T12M则642，这一频率作为校正后系统的剪切频率，即MC642RAD/S（36）C图1未校正系统的伯德图4未校正系统在处的幅值L2385DB，于是得CC20LG2385DB，则1558（37）5选择滞后校正网络的转折频率1/51504,则另一个转折频率2TC为1/0097,则滞后校正网络的传递函数为1T（38）SSGC310676校正后系统的伯德图如图2所示，此时校正后系统的开环传递函数为（39）S1SS由公式（39）（310）80C可解得CCCARTGARTGARTG0110310ARCTG0679180C94（311）由公式（32）可得校正后系统的相位裕量,因此满足相位裕量的86要求。图2校正后系统的伯德图四、软件仿真1校正前系统、校正装置、校正后系统的伯德图如图3所示图3校正前系统、校正装置、校正后系统的伯德图2MATLAB仿真程序GOZPK,010100,100000未校正系统零极点、增益等参数HOLDONMARGINGO显示未校正系统伯德图GCTF0671,10311校正装置各参数HOLDONMARGINGC显示校正装置伯德图GGCGO校正后系统MARGING显示校正后伯德图3SIMULINK仿真图4校正前、后系统搭建图控制系统在SIMULINK下示波器的输出如图5所示图5校正前后系统时域图五、思考题1滞后校正对改善系统性能有什么作用什么情况下不宜采用滞后校正答滞后校正在基本上不影响动态性能的前提下，较大地提高系统的开环放大系数，从而使系统的稳态性能有明显的提高。在下面两种情况下可以使用滞后校正改善系统的性能一，当控制系统具有良好的动态性能，而其稳态误差较大时，通过对系统进行滞后校正，使校正后的系统既保持原有的动态性能，又使系统的开环增益增加，以满足稳态精度的要求。二、当需要改善动态性能时，可用串联超前校正，但当未校正系统的相频特性曲线在剪切频率附近急剧下降，这时超前校正仍不能满足要求，可采用滞后校正。但滞后校正使系统的剪切频率减小，频宽降低，使系统对控制信号的响应速度减慢。2有否其他形式的校正方案参数如何怎样模拟可以自己拟订校正方案，分别通过仿真和实验加以验证。答有串联超前校正和滞后超前校正这两种方法。3滞后校正的原理是什么答利用频率法对系统进行滞后校正的基本原理，是利用滞后校正网络的相位滞后特性来增大系统的开环增益，以达到改善系统稳态性能的目的。为此，要求校正网络最大的相位超前角出现在系统的剪切频率处。六、课程设计的体会通过这次做自动控制原理的课程设计，我对控制系统的校正有了更深的理解，但最大的收获我觉得是在做设计的过程中，对一些问题的分析和计算有了很大的提高，同时也掌握了不少工程中的计算方法，为以后的课程设计奠定更好的基础。另外，通过这次课设，我熟练得掌握了用MATLAB软件实现对控制系统的仿真和分析，对课程设计的格式要求本着严谨的态度，认真负责，感触颇多，刚拿到设计题目时，没有一点头绪，不知从何下手，通过认真分析和参考一些资料，对分析问题的能力有了很大的提高，在设计中，积累了许多经验，也发现了好多自己的不足。作为一名自动化专业的大三学生，自控原理的课程设计是很有意义的，也是必要的，通过这种课设，不仅对理论知识理解更深，在实践上面也得到锻炼，总之，收获颇多。七、参考文献1滕青芳范多旺董海鹰路小娟自动控制原