自控原理超前矫正器

1、自动控制原理课程设计题 目 超前滞后校正器 学 院 计算机与信息科学学院 专 业 自动化（控制方向） 年 级 2012级 学 号 222012321042110 姓 名 吕诗琦 指 导 教 师 祁虔 2014年 06 月 06 日目录1、题目要求12、matlab流程图13、matlab源程序24、matlab实现的图形44.1 G(s)仅为1.853S2时的图形44.1.1 根轨迹44.1.2 阶跃响应图54.2 添加超前滞后校正后54.2.1 根轨迹图64.2.2 阶跃响应图74.3 增加开环偶极子74.3.1 根轨迹图84.3.2 阶跃响应图9五、数据图分析9超前滞后校正器2014-06

2、-06吕诗琦二阶线性系统的时域分析1、题目要求给原球杆系统加上超前滞后矫正，使最后系统的性能达到我们设定的目标，及超调量小于30%，调节时间小于1.5s，开环比例系数大于30。2、matlab流程图3、matlab源程序% 校正之前G=tf(1.853,1,0,0);C=feedback(G,1);%figure;%rlocus(G);%figure;%step(C) % 开始校正Mp=0.3;Ts=1.5;kesai=sqrt(log(Mp)2/(log(Mp)2+pi2);jita=4.4/Ts;%wn=jita/kesai;M1=kesai:0.05:1;n=length(M1);M2=

3、zeros();wn=zeros();M2(1)=jita;for i=1:n M2(i+1)=M2(i)+0.5; wn(i)=M2(i)/M1(i);endA=M1'B=M2'C=wn'%xlswrite('C:UsersRISKYDesktop1.xlsx',A,'A1:A13');%xlswrite('C:UsersRISKYDesktop1.xlsx',B,'B1:B13');%xlswrite('C:UsersRISKYDesktop1.xlsx',C,'C1:C13&#

4、39;);for i=1:n S1=-M2(i)+wn(i)*sqrt(M1(i)2)-1); angle_S1=angle(S1); angle_A=2*angle(S1)-pi; angle_P=angle_S1/2-angle_A/2; angle_Z=angle_S1/2+angle_A/2; xubu=abs(imag(S1); Pc=real(S1)-xubu/tan(angle_P); Pz=real(S1)-xubu/tan(angle_Z); length_Pz=1.853*abs(S1-Pz); length_Pc=abs(S1-Pc)*abs(S1)2; K=length

5、_Pc/length_Pz; Endfenzi=1.853*K, K*1.853*abs(Pz);fenmu=1,abs(Pc),0 ,0;G1=tf(fenzi,fenmu);C1=feedback(G1,1);figure;rlocus(G1);figure;step(C1);% 增加开环偶极子fenzi=1.853*K, K*1.853*(abs(Pz)+0.1),0.1*abs(Pz)*1.853*K;fenmu=1,(abs(Pc)+0.02),0.02*abs(Pc),0 ,0;G=tf(fenzi,fenmu);C=feedback(G,1);figure;rlocus(G);f

6、igure;step(C); 4、matlab实现的图形4.1 G(s)仅为1.853S2时的图形4.1.1 根轨迹4.1.2 阶跃响应图4.2 添加超前滞后校正后在杨萌林同学的启发下，让算出来的以0.05递增直到1，以0.5递增，算出对应的Wn，而这样算出对应的S点。而通过分析，我们可以知道最后得到的S点应该是最优的。4.2.1 根轨迹图4.2.2 阶跃响应图4.3 增加开环偶极子经过以上步骤，算出开环比例系数为16.0992，为了使开环比例系数大于30，这里添加一个开环偶极子：S+0.1S+0.024.3.1 根轨迹图4.3.2 阶跃响应图五、数据图分析为了使系统的根轨迹通过期望的闭环极点，就必须在左半平面加入开环零点，使得根轨迹整体向左偏移，同时对于实际的物理系统，没有纯粹的零点，所以，要同时加入一个开环极点。可以看出在加上超前滞后校正后，将原G(S)变为了：253.6 s + 811.2-s3 + 27.19 s2后系统的性能大幅度提升，可以看出超调量只有26%，而调节时间则是1.02。这符合我们的系统要求，同时采取了最优化手段，