自动控制原理大作业

1、Har bi n I nst i t ut e of Technol ogy 自动控制原理大作业 课程名称: 学 院: 专 业: 方 向: 班 级: 设 计者: 学 号: 哈尔滨工业大学 、设计参数与指标 已知单位反馈系统的开环传递函数为 1012dB,试设计串联超前校正装置。 3040dB,试设计串联滞后校正装置。 (1)若要求校正后系统具有相位裕量，增益裕度为 (2)若要求校正后系统具有相位裕量，增益裕度为 未校正系统参数: 未校正系统的根轨迹图: 未校正系统的Nyquist图如下： 绘制未校正系统的 Bode图 MATLAB 序 1 : num=40; den= 1 0; w=logsp

2、ace(-1,1,100); bode( nu m,de n,w) grid title(Bode Diagram of Gk(s)=40/s+1)+1) kg,r,wg,wc=margi n(nu m,de n); 可以求出以下各值为: kg = wg = wc = 未校正系统的simuli nk 图: (1)下面对系统进行超前校正: 1 sin m a 1 sin m a取，按照超前校正设计步骤设计并用matlab辅助仿真得到下列程序: 经过很多值的多次尝试，我得到了如下的校正函数 Gc(s) s/1.5 1 s/151 必须使附加放大器的放大 但是为了补偿因超前校正网络的引入而造成系统开

3、环增益的衰减, 倍数为a= 所以 Gc(s) s/1.5 1 s/151 Matlab程序如下: num= 4; den=c onv( 1 0, 1); w=logspace(-1,1,100); num= 4; den=co nv( 1 0, 1); w=logspace(-1,1,100); bode (nu m,de n,w) grid 校正后系统的bode图为: 超前校正系统的simuli nk框图: 阶跃响应曲线： 各指标均满足题目要求。 Gc(s)G(s) 40(0.67s 1)0.1 s(0.2s 1)(0.0625s 1)(0.067s 1) (2)滞后校正系统： 取 wc =

4、 L0( c) =-20lg W1=;w2= 校正后系统函数为： ( 0 )得出 = Gc(s)G(s) 40(6.75s 1) s(0.2s 1)(0.0625s 1)(1200s 1) Matlab 指令如下： Simulink 框图： 滞后校正伯德图： 阶跃响应曲线： 二、设计结论 通过超前校正和滞后校正， 系统的参数达到了设计要求， 观察系统的单位阶 跃响应和单位斜坡响应图像可以发现低频性能还有改进的空间。 二、设计后的心得体会 这次的大作业让我对各种补偿系统有了更深的认识， 了解了 PID 的规律。 这次大作业是 对平时所学知识的综合运用，完整的解决题目中所提问题需要仔细认真地完成每一步过程， 从校正前的 bode 图到矫正装置的选取， 到 matlab 软件的熟练运用， 每一个步骤都在锻炼着 我的知识运用水平。 在完成大作业的过程中也会遇到一些困难， 有时校正装置选择不当验证时不符合要求还 要重新选取， matlab 的很多指令需要自行学习，熟练