温度控制系统超前校正环节设计

1、教学设计任务书学生名称：梁智升专业班：自动化1102指导人民教师：谭思云工作单位：自动化学院标题：温度操纵系统超前校正网络链接设定修订初始条件：传递函数为的三维系统描述了典型的温度操纵系统。 在事前补偿设定修订中设定满足规定性能指标的补偿环节。要求完成的主要塔斯克： (包括课程设置修改工作量及其技术要求、说明书制作等具体要求)1 )设定超前补偿环节，使系统满足位置误差系数和相角裕度的性能指标2 )描绘系统的(1)校正前后的奈奎斯特曲线和波特酒图3 )用Matlab标绘上述各情况的阶跃响应曲线，根据曲线分析系统的动态性能指标用Matlab画校正前后系统的根轨迹5 )对上述塔斯克作成完整的课程设置

2、修改说明书，说明书中明确记载了分析修改计算的过程，给出了响应曲线，包括Matlab源计程仪程序或Simulink仿真模型在内，说明书的格式必须按照教务处的标准来写。时间表：1 )课程设计任务书的配置、讲义(1天)2 )应任务书的要求进行设置修订构想。 (一天)熟悉MATLAB的相关工具(1天)4 )系统设定修订和仿真分析。 (四天)写说明书。 (两天)6 )课程设置修订答辩(1天)指导人民教师签名：年月日系主任(或责任人民教师)的签名：年月日目录目录1关牛鼻子字：控制系统传递函数相角馀量超前补偿21操纵系统先行修正网络链接设定修正的意义和塔斯克31.1修正操纵系统进度的环节设定的意义31.2操

3、纵系统先行校正环节设定修订的塔斯克32设订案42.1校正前系统分析42.2校准方案43校正前后的条形图比较54校正前后根轨迹比较75修正前后的奈奎斯特图86校正前后的单位阶跃响应比较106.1系统校正前阶跃响应动态性能116.2系统校正后的阶跃响应动态性能126.3系统校正前后的性能比较137总结和体验13参考文献13摘要自动控制论是研究自动控制通用规则的技术科学。 其发展初期是基于种子文件回归理论的自动调节原理，主要用于产业控制。 虽然要求基于被受控对象和预定的技术指标设定、修改自动控制系统，但由于由受控对象和小支重轮基本构成要素构成的种子文件背操纵系统一般性能差，在设定修改过程中进行系统，

4、使之具有良好的性能。本文利用在自动控制原理中学到的知识，结合课外学习的知识，对温度操纵系统进行先行校准，使其符合相应的条件，并对其相关特性进行修正分析。关牛鼻子字：控制系统传递函数数位角馀量超前补偿温度操纵系统的导线设定修订1操纵系统超前补偿环节设定修订的意义和任务1.1修正操纵系统进度的环节设定的意义由受控对象和计算机支重轮的基本构成要素构成的种子文件反馈操纵系统一般性能差。 为了完全满足性能指标要求，系统引入了附加的去老虎钳，用于补偿系统的过渡性能和稳定性能。 有意引入的用于校正这些个系统性能的装置是校正装置。先行修正的作用：(1)在维持过渡性能的同时提高了稳态精度。(2)在维持稳定性能的

5、同时增大截止频率，减小了相位裕度度、振幅裕度、超调量量。超前校正是利用超前相位角补偿系统的延迟相位角，来改善系统的动态性能。1.2操纵系统的进度补正环节设定订正的任务初始条件：传递函数为的三维系统描述了典型的温度操纵系统。 在事前补偿设定修订中设定满足规定性能指标的补偿环节。要求完成的主要塔斯克：(1)设定超前补偿环节，使系统满足和相角裕度的性能指标；(2)描绘系统的(1)校正前后的奈奎斯特曲线和波特酒图(3)用Matlab标绘上述各情况的阶跃响应曲线，根据曲线分析系统的动态性能指标(4)用Matlab描绘修正前后的系统的路径轨迹。二设订案如果操纵系统的性能指标不能满足所期望的特性指标，则需要

6、在所选系统的不变部分(包括测量元件、比较元件、放大元件、致动器等)添加使系统能够满足各性能指标的装置(校正装置)。在这次的设定修正中编入先行修正的传递函数，达到了实验要求2.1校正前的系统分析利用MATLAB制作满足初始条件的k值的系统条映射，补正系统的振幅馀量和相位裕度度。首先，确定系统开环男同志k的值Kp=k(0型系统)得到满足初始条件的k值： K=9满足初始条件的k值的系统开环传递函数如下2.2校准方案所谓超前校正，是指正向信道中的串联传递函数G(s)=、a1的校正装置，其中的a、t可以调整。关于a T修正运算：由于可以从条形码图得到未修正前相位裕度度r=7度，所以=25-7 25=43

7、度。T=挤出a=5.29，T=0.179因此，超前校正的传递函数3校正前后的条形图比较用MATLAB软件校正前满足初始条件的k值的系统条形码图如下所示MATLAB计程仪程序：g=TF (9，13.53.51 )； kg，r=边距(g )校正前的条形图如下图2-1所示图2-1校正前的条形统计图表从鸟格拉夫可知，系统的振幅裕度Gm=1.94dB通过频率Wg=1.68rad/sec相位裕度度pm=7. 13度截止频率Wc=1.88rad/sec用MATLAB软件修正后，满足初始条件的k值的系统条形码图如下所示g=TF (9*0. 947，1 )，conv (0. 179，1 )，1，3.5，3.5，

8、1 )，马林(g )。转换函数：8.523 s 9-0.179 s4 1.627 s3 4.127 s2 3.679 s 1kg=2.3478r=26.1375条形图如下图2-2所示图2-2修正后的条形码统计图表振幅裕度Gm=7.41dB通过频率Wg=2.45rad/sec相位裕度度Pm=26.1deg截止频率Wc=3.84rad/sec相角裕度Pm=26.125从伯父图来看，校对的结果符合问题设定要求4校正前后的路线轨迹比较在MATLAB中绘制未修改和修改的系统的根轨迹。修改前绘制根轨迹的MATLAB计程仪程序如下n=0，1；d= 1，3.5，3.5，1 ；洛克斯(n，d )未修正前路线轨迹

9、是下图4-1所示的：图4-1未修正前根轨道绘制修改后的根轨迹的MATLAB计程仪程序如下n=0. 947，1 ；d=0. 179，1.6265，4.1265，3.679，1 ；洛克斯(n，d )校正后路线轨迹成为下图4-2所示的：图4-2校正后的路线轨迹5修正前后的奈奎斯特图校正前的奈奎斯特图如下图5-1所示附件计程仪计划：g=TF (9* 0，1 、 1，3.5，3.5，1 )、无效(g )图5-1校正后的奈奎斯特图如下图5-2所示附属计划： g=TF (9* 0. 947，1 ，conv (0. 179，1 ， 1，3.5，3.5，1 )，nyquist(G )执行结果传输功能：8.523

10、 s 9-0.179 s4 1.627 s3 4.127 s2 3.679 s 1图5-26校正前后的单位阶跃响应比较校正前单位阶跃响应： num= 0，9 ；den= 1，3.5，3.5，10 ；步骤(数字、单位)打开网格标签(t )、标签(c (t ) )标题(单位阶跃响应)校正后的单位阶跃响应如以下的图6-1所示图6-16.1系统校正前的阶跃响应动态性能tp=2.08str=1.22s秒超调量量为(1.59-0.897)/0.897=67.22%=2.08=0.6722上述两个公式联立求解如下：=0.1255 Wn=0.65749.6s，=2Ts=36.9，=56.2系统校正后的阶跃响应

11、动态性能校正后的单位阶跃响应： num= 8.523，9 ；den=0. 179，1.6265，4.1265，12.202，10 ；步骤(数字、单位)打开网格标签(t )、标签(c (t ) )标题(单位阶跃响应)修正后的单位阶跃响应曲线如下图6-2所示图6-2tp=1.32s tr=0.795s ts=4.14s超调量量为1.36-0.898/0.898=51.1%=1.32=0.511这些个可由两个公式求出=0.209 Wn=0.417.43s，=2Ts=4.14，=56.3系统校正前后的性能比较从上述动态配置文件中获得的数据可以看出：改善了系统的调节时间和超调量量，提高了系统的高速性，降

12、低了超调量量，提高了系统的稳定性，还改善了精准性。由上可知，通过在系统上串联连接被动语速补偿网络，使系统整体的性能稳定，可按标准、高速三个面向进行改善。7总结和体验这次的课程设计真的给我带来了利益。 虽然在先还没有习惯matlab软件的应用，但是现在终于感觉到了matlab软件的强大功能，实际感受到了使用它的操作的便利性。 通过这次自学课程，我受益匪浅。首先对教科书知识的学习和深入理解，与主题不同，上课需要全方位的思考，另外，取的时候要耐心地进行订正和管理，校对后要进行前后的比较分析，这次虽然没有取适当的值，但经过几次再去后才得到满脚丫子的要求， 这个过程并不太长也不困难，这个经验确实对培养我持续探索的科学研究精神的工科的学生来说很重要，这次课程设定的另一个大的尝试是MATLAB的应用，虽然接受了在先MATLAB的实验课程，但自学的应用并不具体，所以自各儿这次的课程设置的MATLAB其实比较简单，这次得到了满脚丫子的结果，但是在自各儿准备的时间很短，并且自各儿对一盏茶不满脚丫子很遗憾，总的来说这次的收获很大，对自制也很有兴趣。 当然，喜欢上了MATLAB这个软件，觉得很