自動控制原理課程設(shè)計

1、 自動控制原理課程設(shè)計報告 姓 名：鞠 強 學 號：8 專 業(yè)：自 動 化 指導老師：錢 敏 2016、06、29目錄1、 設(shè)計任務(wù).22、 設(shè)計要求.23、 設(shè)計方案.2 3.1超前校正的設(shè)計過程.2 3.2用MATLAB求出校正前系統(tǒng)的幅值.4 3.3繪制系統(tǒng)的根軌跡.53.4超前校正的設(shè)計過程.63.4.1 確定校正的參數(shù).63.4.3系統(tǒng)校正后和校正裝置的Bode圖.93.5系統(tǒng)校正前、后開環(huán)的Nyquist圖.11 3.5.1系統(tǒng)校正前開環(huán)Nyquist圖.114、 設(shè)計總結(jié) 4.1校正器對系統(tǒng)的影響.13 4.2設(shè)計心得與體會.13五、參考文獻.14自動控制原理課程設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)

2、： 題目：設(shè)單位負反饋隨動系統(tǒng)固有部分的傳遞函數(shù)為Gk(s)=4K/s(s+2)二、設(shè)計要求 1、畫出未校正系統(tǒng)的Bode圖，分析系統(tǒng)是否穩(wěn)定。2、畫出未校正系統(tǒng)的根軌跡圖，分析閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。 3、設(shè)計系統(tǒng)的串聯(lián)校正裝置，使系統(tǒng)達到下列指標： （1）靜態(tài)速度誤差系數(shù)Kv20s-1； （2）相位裕量50 （3）幅值裕量Kg10dB。 4、給出校正裝置的傳遞函數(shù)。5、分別畫出校正前，校正后和校正裝置的幅頻特性圖。計算校正后系統(tǒng)的穿越頻率c、相位裕量、相角穿越頻率g和幅值裕量Kg。6、分別畫出系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)系統(tǒng)的奈奎斯特圖，并進行分析。 7、應(yīng)用所學的知識分析校正器對系統(tǒng)性能的影響（自由發(fā)

3、揮）。三、設(shè)計方案3.1超前校正的設(shè)計過程校正前系統(tǒng)參數(shù)根據(jù)初始條件，調(diào)整系統(tǒng)開環(huán)傳函： G（s）=2k/s(0.5s+1)當系統(tǒng)靜態(tài)誤差系數(shù)Kv=20s-1時， Kv=2k, K=10s-1滿足初始條件的最小K值時系統(tǒng)開環(huán)傳函：G（s）=20/s(0.5s+1)用MATLAB繪制校正前系統(tǒng)的Bode圖程序：den=10;num=0.5 1 0;G=tf(den,num);bode(G);gridtitle(系統(tǒng)10/s(0.5s+1)Bode圖)得到bode圖如圖所示：3.2 用MATLAB求出校正前系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度MATLAB求幅值裕度和相角裕度的程序如下：den=10;num=0

4、.5 1 0;G=tf(den,num);margin(G)kg,r,wr,wc=margin(G)title(系統(tǒng)10/s(0.5s+1)幅值相角裕度圖) grid運行結(jié)果為：Kg=Inf, r=17.9642, Wr=Inf, Wc=6.1685幅值裕度 h=20log Inf=Inf, 相角裕度y=17.96423.3 繪制系統(tǒng)的根軌跡繪制系統(tǒng)的根軌跡程序如下所示：den=10;num=0.5 1 0;G=tf(den,num);rlocus(G)系統(tǒng)校正前的根軌跡圖3.4.2 超前校正后的驗證 1.用MATLAB求校正后系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度程序： den=5 10;num=conv

5、(0.29 1,0.5 1 0);G=tf(den,num);margin(G);kg,r,wr,wc=margin(G);grid由圖可知Wc=5.38rad/s, 幅值裕度Kg=Inf, 相角裕度y=32.6dB3.4.3 系統(tǒng)校正后和校正裝置的Bode圖系統(tǒng)校正后Bode圖MATLAB程序：den=5 10;num=conv(0.29 1,0.5 1 0);G=tf(den,num);bode(G);title(系統(tǒng)校正后bode圖);grid校正裝置Bode圖MATLAB程序： den=0.50 1 ;num=0.29 1;G=tf(den,num);bode(G);title(校正裝

6、置bode圖);grid3.5 系統(tǒng)校正前、后的開環(huán)的Nyquist圖3.5.1 系統(tǒng)校正前開環(huán)Niqust圖MATLAB程序：den=10;num=0.5 1 0;G=tf(den,num);nyquist(G)title(系統(tǒng)校正前nyqust圖)3.5.2 系統(tǒng)校正后nyquist圖MATLAB程序： den=5 10;num=conv(0.29 1,0.5 1 0);G=tf(den,num);nyquist(G);title(系統(tǒng)校正后nyquist圖)四、設(shè)計總結(jié) 4.1校正器對系統(tǒng)性能的影響 系統(tǒng)加上校正器之后，很明顯的一點就是整個系統(tǒng)變得更穩(wěn)定了，幅值裕度增加了，相角裕度增加了，系統(tǒng)對外界的抗干擾能力變強了。 4.設(shè)計心得體會 這門課程是大二時候?qū)W的，到現(xiàn)在已經(jīng)有一年了，很多知識都忘得差不多了，但是要做 這門課的課程設(shè)計我只能踏踏實實的將課本翻翻，把以前的只是都撿起來，看了兩天的書之后我就開始做了，其實途中有很多問題，自己很難解決然后去問同學，有同學不懂得我就到網(wǎng)上查查有關(guān)資料，經(jīng)過這么一來二去終于把這個課程設(shè)計做出來了，做完時我非常激動，雖然