滞后校正装置

1、自 动 控 制 原 理 课 程 设 计题 目 机器人抓取装置位置控制系统校正装置设计 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 李淑静 班 级 1306073 学 号 130607315 指导教师 何琳琳 职 称 教授 专业郑 州 航 空 工 业 管 理 学 院机 电 工 程 学 院2015 年 12 月一 设计目录目录一 题目3二 设计目的和要求3三 设计思路3四 设计步骤31.绘制bode图32.求出校正装置的传递函数43用MATLAB做出校正后的系统的bode图，并求出系统的相角裕量。5五 设计总结6六 参考文献7一 题目机器人抓取装置位置控制系统校正装置设计二 设计目的和要求（1）收集和查阅

2、有关资料，独立完成所承担的设计课题的全部内容；(2)通过课程设计进一步掌握自动控制原理课程的相关知识与运用，培养解决实际问题的能力；(3)理解自动控制系统中可采用合适的方法，使系统性能达到要求；(4)初步掌握设计原则、设计方法、设计步骤和设计规范的应用；(5)初步掌握对工程设计方案进行选择和分析的方法，绘图，撰写报告一个机器人抓取装置的位置系统为一单位反馈控制系统，其传递函数为G0=3s(s+1)(0.5s+1)设计一个滞后校正装置，使系统的相角裕度=45°三 设计思路（1） 绘制未校正系统的bode图，求出未校正系统的剪切频率和相角裕度。（2） 根据bode图求出未校正系统相角裕度

3、为50时的剪切频率2c（3） 根据2c求出校正系统的参数，确定滞后校正装置的传递函数（4） 求出校正后的传递函数，并绘制出校正后的bode图（5） 求出校正后的相角裕度，是否满足要求（6） 用simulink对校正后的系统进行仿真，看系统是否满足要求四 设计步骤 1. 绘制bode图2. 先手绘系统校正前的bode图，然后再用MATLAB做出校正前系统的bode图，根据MATLAB做出的bode图求出系统的相角裕量。num=0,3;den=conv(1,0,conv(1,1,0.5,1);bode(num,den)由MATLAB绘制出的系统校正前的bode图如图1 图1 校正前系统的bode图

4、由bode图知c=1.33rad/s;根据公式（c）=-90-arctanc-arctan0.5c0=180+（c）知0=3.312.求出校正装置的传递函数2.1 确定校正装置的传递函数取=5°，=50°时未校正系统的频率c2=0.49rad/s,此时频率作为校正后系统的开环剪切频率。当=c2=0.49rad/s时，令未校正系统的开环对数幅值为20lg，从而可以求出校正装置的参数即20lgA(c2)=20lg=14.5选取 2=1=c210=0.049rad/s 1=1=3.38×10-3根据以上数据可以求得校正系统的传递函数为Gcs=20.4s+1295.86s

5、+1校正后系统的开环传递函数为Gs=G0sGcsKc=3(20.4s+1)s(s+1)(0.5s+1)(295.86s+1)绘出校正后系统的bode图，如图2中L（）。校验校正后系统的相角裕量为=180°-90°+arctan20.4c2-arctanc2-arctan0.5c2-arctan295.86c2=44.813用MATLAB做出校正后的系统的bode图，并求出系统的相角裕量。 图2程序如下num=61.2,3;den=conv(1,0,conv(1,1,conv(0.5,1,295.865,1);bode(num,den)在计算机上对人工设计系统进行仿真调试，确使满足技术要求。下图是链接好的程序块：图3 链接好的程序块图图4 未校正前的单位阶跃响应图5 校正后的单位阶跃相应五 设计总结对系统的稳定性及校正后的性能说明 通过未校正前和校正后的bode图，我们可以看出，在系统的稳定行提高的同时，相角裕度也得到应有的提高，由原来的0.16提高到45.26.总体来说，在确保系统稳定的前提下系统总的性能得到提高。 通过这次对滞后校正的设计与分析，使我对串