自动控制系统课程设计
课题名称单位负反馈系统的校正设计
学院系信息工程与自动化
专业班级08自动化
姓名杨宝贵
学号
指导老师乔永凤
设计日期20101220
f目录
一、设计目的3
二、设计任务与要求3
21设计任务3
22设计要求3
三、设计方法步骤及设计校正构图3
31校正前系统分析332校正方法633校正装置7
34校正后系统分析9
四、课程设计小结与体会12
五、参考文献13
f一、设计目的
1掌握控制系统的设计与校正方法、步骤。
2掌握对系统相角裕度、稳态误差和穿越频率以及动态特性分析。
3掌握利用MATLAB对控制理论内容进行分析和研究的技能。
4提高分析问题解决问题的能力。
二、设计任务与要求
21设计任务
设单位负反馈系统的开环传递函数为
10101sssKsG
用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计使系统满足如下动态和静态性能1相角裕度045≥γ
2在单位斜坡输入下的稳态误差为06250≥sse
3系统的穿越频率大于2rads。
22设计要求
1分析设计要求说明校正的设计思路超前校正滞后校正或滞后超前校正
2详细设计包括的图形有校正结构图校正前系统的Bode图校正装置的Bode
图校正后系统的Bode图
3用MATLAB编程代码及运行结果包括图形、运算结果
4校正前后系统的单位阶跃响应图。
三、设计方法步骤及设计校正构图
31校正前系统分析
校正前系统的开环传递函数为
10101sssKsG
设计校正要求045≥γ06250≥sses
radc2ω
由161Kk
ess得
f所以开环传递函数变为

s
G
s
s
16
s
01
1


1

校正前结构图
1单位阶跃响应分析
在MATLAB中编写如下程序
stf‘s’
G16ss1001s1
G1feedbackG1
t00015
stepG1tgrid
xlabeltylabelct
title单位阶跃响应
阶跃响应曲线为
f
051152253354455002
04
06
08
112
14
16
18
单位阶跃响tsecct
由上图可以看出系统在阶跃输入下还是可以稳定输出的但是开始时振荡比较大超调量也比较大系统的动态性能不佳。
2利用MATLAB绘画未校正系统的bode图
在MATLAB中编写如下程序
stf‘s’
G16ss1001s1
figure1
margi
Ggrid
gmpmwgwpmargi
G
校正前bode图
f20015010050050
100Mag
itudedB
27022518013590Phasedeg
BodeDiagram
Gm16dBat10radsecPm12degat394radsec
Freque
cyradsec
由上图可知相角欲r