根轨迹法校正的设计

1、西安石油大学课 程 设 计电子工程 学院 自动化 专业班题 目 根轨迹法校正的设计 学 生 指导老师 二一四年十二月目 录1. 课程设计任务书22.设计内容及思想32.1设计内容32.2设计思想33.运用MATLAB编制程序33.1绘制原系统根轨迹曲线33.2添加设计条件后未校正的系统根轨迹43.3未校正系统单位阶跃响应图像及动态性能指标43.4利用SISOTOOL设计校正53.5校正后系统的单位阶跃响应曲线74.设计运行结论 75.设计总结 7参考文献81自动控制理论课程设计任务书题 目 根轨迹法校正第六题学生姓名学号专业班级设计内容与要求1、 设计内容已知随动系统固有部

2、分传递函数为，式中：=500；=0.9s；=0.007s。要求设计一调节器，使系统满足下述性能指标。加速度品质因数2501/。系统阶跃响应的超调量%30%；调节时间：0.2s。2、 设计要求1 编程绘制原系统阶跃响应曲线，并计算原系统动态性能指标；2 利用SISOTOOL设计校正方案（并得到相应的控制器参数）；3 绘制校正后的系统阶跃响应曲线，并计算出校正后的系统动态性能指标；4 整理设计结果，并提交设计报告。起止时间 20 14 年 12 月 29 日 至 20 15 年 1 月 4 日指导教师签名 年 月 日系（教研室）主任签名 年 月 日学生签名 2014年12 月29 日2. 设计内容

3、及思想2.1 设计内容已知随动系统固有部分传递函数为，式中：=500；=0.9s；=0.007s。要求设计一调节器，使系统满足下述性能指标。加速度品质因数2501/。系统阶跃响应的超调量%30%；调节时间：0.2s。2.2 设计思想绘出未校正系统阶跃响应曲线，利用matlab软件对系统进行串联校正，分析系统未校正前的参数，再按题目要求对系统进行校正，计算出相关参数，跟题目相关要求对比看是否满足要求，并判断系统校正前后的差异。3. 运用MATLAB编制程序k=500 ；n1=1；         

4、    %分子系数d1=conv(conv(1  0,0.9  1),0.007  1);W=tf(k*n1,d1); %W的传递函数sisotool(W);      %利用SISOTOOL得到控制器参数3.1 绘制原系统根轨迹曲线根据上面编制的程序绘制原系统的根轨迹，如图3-1所示图3-1 原系统根轨迹曲线图3.2 添加设计条件后未校正的系统根轨迹 添加设计条件后未校正的系统根轨迹，即满足%30%；调节时间0.2s，如图3-2所示，图3-2

5、添加设计条件后未校正的系统根轨迹图3.3 未校正系统单位阶跃响应图像及动态性能指标通过SISOTOOL工具绘制系统未校正系统单位阶跃响应图像，如图3-3所示，图3-3 未校正系统单位阶跃响应图由上图可知，得到校正后系统单位阶跃响应的动态性能指标均不满足题中所给条件，故需要对系统进行下一步的有效校正。3.4 利用SISOTOOL设计、校正利用SISOTOOL设计、校正，并得到相应的控制器参数，分别添加两个零点、极点，校正后，得到图3-4所示的系统的根轨迹图3-4 校正后的系统根轨迹图3.5 校正后系统的单位阶跃响应曲线通过SISOTOOL校正后系统的单位阶跃响应曲线如图3-5所示图3-5 校正后

6、系统的单位阶跃响应曲线由上图可知，得到校正后系统单位阶跃响应的动态性能指标：超调量%=20.8调节时间ts =0.0538s，偏移量P=1.21，峰值时间tp=0.0192s，Kc =6,均以达到系统所要求的性能指标。4. 设计运行结论 由SISOTOOL工具经参数调整后得到校正装置的传递函数为   由系统校正后的响应曲线知，校正后系统在校正装置的系数、超调量和调节时间方面满足设计要求。5. 设计总结 这次课程设计让我对MATLAB计算机仿真有了新的认识，计算机的仿真既可以准确快捷的进行计算，设计的错误在自动生成的图形中可以看出来。在此次用MATLAB进行控制系统动态性能的分析的课程设计中，我对三阶系统动态性能有了更深的认识。并且利用SISOTOOL校正工具的使用，自己发现不仅能够很快的生成所需的图像，而且又省去了好多繁琐的程序，可以很快的找到系统所需的校正装置传递函数Gc（t）。在控制工程实践中，通常要求控制系统既具有较快的响应速度，又具有一定的阻尼程度通过这次设计我认识到自己对MATLAB软件学习的不足和自动控制在社会应用中很广泛，熟练的运用MATLAB可以方便快捷的解决实际问题。参考文献1薛朝