自动控制原理课程设计报告
一、设计目的
(1)掌握控制系统设计与校正的步骤和方法。(2)掌握对控制系统相角裕度、稳态误差、剪切频率、相角穿越频率以及增益裕度的求取方法。(3)掌握利用Matlab对控制系统分析的技能。熟悉MATLAB这一解决具体工程问题的标准软件,能熟练地应用MATLAB软件解决控制理论中的复杂和工程实际问题,并给以后的模糊控制理论、最优控制理论和多变量控制理论等奠定基础。(4)提高控制系统设计和分析能力。(5)所谓校正就是在系统不可变部分的基础上,加入适当的校正元部件,使系统满足给定的性能指标。校正方案主要有串联校正、并联校正、反馈校正和前馈校正。确定校正装置的结构和参数的方法主要有两类,分析法和综合法。分析法是针对被校正系统的性能和给定的性能指标,首先选择合适的校正环节的结构,然后用校正方法确定校正环节的参数。在用分析法进行串联校正时,校正环节的结构通常采用超前校正、滞后校正和滞后超前校正这三种类型。超前校正通常可以改善控制系统的快速性和超调量,但增加了带宽,而滞后校正可以改善超调量及相对稳定度,但往往会因带宽减小而使快速性下降。滞后超前校正兼用两者优点,并在结构设计时设法限制它们的缺点。
二、设计要求姬松
1.前期基础知识,主要包括MATLAB系统要素,MATLAB语言的变量与语句,MATLAB的矩阵和矩阵元素,数值输入与输出格式,MATLAB系统工作空间信息,以及MATLAB的在线帮助功能等。2.控制系统模型,主要包括模型建立、模型变换、模型简化,Laplace变换等等。3.控制系统的时域分析,主要包括系统的各种响应、性能指标的获取、零极点对系统性能的影响、高阶系统的近似研究,控制系统的稳定性分析,控制系统的稳态误差的求取。
f4.控制系统的根轨迹分析,主要包括多回路系统的根轨迹、零度根轨迹、纯迟延系统根轨迹和控制系统的根轨迹分析。5.控制系统的频域分析,主要包括系统Bode图、Nyquist图、稳定性判据和系统的频域响应。6.控制系统的校正,主要包括根轨迹法超前校正、频域法超前校正、频域法滞后校正以及校正前后的性能分析。
三、实现过程杨传玺陈建华
1、系统概述
(简单介绍系统设计思路与总体方案的可行性论证,各功能块的划分与组成,全面介绍总体工作过程或工作原理。)
已知单位负反馈系统的开环传递函数GS
K0,试用频率法设SS1S2
计串联滞后超前校正装置,使之满足在单位斜坡作用下,系统的速度误差系数Kv10sr