自控課設(shè)MATLAB超前滯后校正

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 張弛 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 電氣1002班 指導(dǎo)教師： 劉志立 工作單位： 自動(dòng)化學(xué)院 題 目: 用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的滯后超前校正設(shè)計(jì) 初始條件：已知一單位反饋系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)是要求系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求）1、 MATLAB作出滿(mǎn)足初始條件的最小K值的系統(tǒng)伯德圖，計(jì)算系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量。2、前向通路中插入一相位滯后超前校正，確定校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。3、用MATLAB畫(huà)出未校正和已校正系統(tǒng)的根軌跡。4、用Matlab對(duì)校正前后的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，畫(huà)出階躍響

2、應(yīng)曲線(xiàn)，計(jì)算其時(shí)域性能指標(biāo)。5、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中要求寫(xiě)清楚計(jì)算分析的過(guò)程，列出MATLAB程序和MATLAB輸出。說(shuō)明書(shū)的格式按照教務(wù)處標(biāo)準(zhǔn)書(shū)寫(xiě)。時(shí)間安排: 任務(wù)時(shí)間（天）審題、查閱相關(guān)資料1分析、計(jì)算3編寫(xiě)程序1撰寫(xiě)報(bào)告2論文答辯0.5指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名: 年 月 日目錄專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步。自動(dòng)化技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、航空及航天等眾多產(chǎn)業(yè)部門(mén)，極大的提高了社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善了人們的勞動(dòng)條件，豐富和提高了人民的生活水平。當(dāng)今的社會(huì)生活中，自動(dòng)化裝置無(wú)所不在，自動(dòng)控制系統(tǒng)無(wú)

3、所不在。因此我們有必要對(duì)一些典型、常見(jiàn)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)或者是研究分析。 在控制工程中，二階系統(tǒng)的應(yīng)用非常普遍，對(duì)他的分析我們可以應(yīng)用特定的公式計(jì)算，同時(shí)也可以借助于MATLAB軟件來(lái)分析系統(tǒng)。本題是一個(gè)在頻域中對(duì)線(xiàn)性定常系統(tǒng)進(jìn)行校正的問(wèn)題。所謂的校正，就是在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以改變的機(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)的整個(gè)特性發(fā)生變化，從而滿(mǎn)足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。目前工程實(shí)踐中常用的三種校正方法為串聯(lián)校正、反饋校正和復(fù)合校正。本篇論文主要采用串聯(lián)滯后-超前校正的方法，對(duì)待校正系統(tǒng)進(jìn)行校正使其滿(mǎn)足給定的靜態(tài)速度誤差系數(shù)和相角裕量的要求，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)未校正系統(tǒng)和已校正系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，分析其穩(wěn)定性及各項(xiàng)性能

4、指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用MATLAB的相關(guān)工具箱繪制出系統(tǒng)的波特圖、根軌跡圖、單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，并利用SIMULINK對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，驗(yàn)證效果。關(guān)鍵字：頻域 串聯(lián)滯后-超前校正 MATLAB/SIMULINK 性能指標(biāo)用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)的滯后超前校正設(shè)計(jì)1基于頻率響應(yīng)法校正設(shè)計(jì)概述所謂的校正，就是在系統(tǒng)中加入一些其參數(shù)可以改變的機(jī)構(gòu)或裝置，使系統(tǒng)的整個(gè)特性發(fā)生變化，從而滿(mǎn)足給定的各項(xiàng)性能指標(biāo)。如果性能指標(biāo)以單位階躍響應(yīng)的峰值時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)量、阻尼比、穩(wěn)態(tài)誤差等時(shí)域特征量給出時(shí)，一般采用時(shí)域法校正；如果性能指標(biāo)以系統(tǒng)的相角裕度、諧振峰值、閉環(huán)帶寬、靜態(tài)誤差系數(shù)等頻域特征量給出，

5、如本題，一般采用頻率法校正。在頻域內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是一種間接而又簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法，它雖然以伯德圖的形式給出非嚴(yán)格意義上的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，但卻能方便的根據(jù)頻域指標(biāo)確定校正裝置的參數(shù)，特別是對(duì)已校正系統(tǒng)的高頻特性有要求時(shí)，采用頻域校正法較其他方法更為方便。一般來(lái)說(shuō)，開(kāi)環(huán)頻率特性的低頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；開(kāi)環(huán)頻率特性的中頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能；高頻段表征了閉環(huán)系統(tǒng)地復(fù)雜性和噪聲抑制性能。因此，用頻域校正法設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)，就是在系統(tǒng)中加入頻率特性形狀合適的校正裝置，使開(kāi)環(huán)頻率特性形狀變成所期望的形狀：低頻段增益充分大，以保證穩(wěn)態(tài)誤差的要求；中頻段對(duì)數(shù)幅頻特性斜率一般為-20dB/dec，

6、并占據(jù)充分寬的頻帶，以保證具備適當(dāng)?shù)南嘟窃６龋桓哳l段增益盡快減小，以削弱噪聲影響，若系統(tǒng)原有部分高頻段已經(jīng)符合該種要求，則校正時(shí)可保持高頻段形狀不變，以簡(jiǎn)化校正裝置形式。常用的校正形式有串聯(lián)超前校正、串聯(lián)滯后校正、串聯(lián)滯后-超前校正。每種方法都有不同的適用范圍，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際要求恰當(dāng)?shù)倪x擇，由于本題要求采用串聯(lián)滯后-超前校正，下面將著重介紹這種方法。2串聯(lián)滯后-超前校正原理及步驟2.1滯后超前校正原理無(wú)源滯后超前校正網(wǎng)絡(luò)電路圖如下圖所示：圖2-1無(wú)源滯后超前校正網(wǎng)絡(luò)電路圖其傳遞函數(shù)為: (2.2-1)式中，經(jīng)適當(dāng)化簡(jiǎn)無(wú)源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)最后可表示為： (2.2-2)其中，為網(wǎng)絡(luò)的滯后部分

7、，為網(wǎng)絡(luò)的超前部分。無(wú)源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)幅頻特性如圖2所示：圖2-2源滯后-超前網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)其低頻部分和高頻部分均起始于和終止于0分貝水平線(xiàn)。由圖可見(jiàn)。只要確定，或者確定，就可以確定滯后-超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)。2.2滯后-超前校正的適用范圍有時(shí)候單獨(dú)使用串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正都無(wú)法達(dá)到指標(biāo)要求，而滯后-超前校正兼有滯后校正和超前校正的優(yōu)點(diǎn)，即已校正系統(tǒng)響應(yīng)速度較快，超調(diào)量較小，抑制高頻噪聲的性能也較好。當(dāng)待校正系統(tǒng)不穩(wěn)定，且要求校正后系統(tǒng)的響應(yīng)速度、相角裕度和穩(wěn)態(tài)精度較高時(shí)，以采用串聯(lián)滯后-超前校正為宜。其基本原理是利用滯后-超前網(wǎng)絡(luò)的超前部分增大系統(tǒng)的相角裕度，同時(shí)利用滯后部

8、分來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。2.3串聯(lián)滯后-超前校正的設(shè)計(jì)步驟串聯(lián)滯后-超前校正的設(shè)計(jì)步驟如下：1) 根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定開(kāi)環(huán)增益K；2) 繪制待校正的對(duì)數(shù)幅頻特性，求出待校正系統(tǒng)的截止頻率，相角裕度及幅值裕度；3) 在待校正系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線(xiàn)上，選擇斜率從-20dB/dec變?yōu)?40dB/dec的交接頻率作為校正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接頻率。的這種選法，可以降低已校正系統(tǒng)的階次，且可保證中頻區(qū)斜率為期望的-20dB/dec，并占據(jù)較寬的頻帶；4) 根據(jù)響應(yīng)速度的要求，選擇系統(tǒng)的截止頻率和校正網(wǎng)絡(luò)衰減因子。要保證已校正系統(tǒng)截止頻率為所選的，下列等式應(yīng)成立：式中：，為待校正系統(tǒng)的幅頻特性曲線(xiàn)在處的值，可

9、由帶校正系統(tǒng)幅頻特性曲線(xiàn)斜率為-40dB/dec的部分在處的數(shù)值確定，因此可以求出值；5) 根據(jù)相角裕度要求，估計(jì)校正網(wǎng)絡(luò)滯后部分交接頻率；6) 校驗(yàn)已校正系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。3串聯(lián)滯后-超前校正的設(shè)計(jì)3.1待校正系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計(jì)算及穩(wěn)定性判別3.1.1判斷待校正系統(tǒng)穩(wěn)定性1)首先根據(jù)靜態(tài)速度誤差系數(shù)的要求求出待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)根軌跡增益：由于系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為： (3.1.1-1)根據(jù)靜態(tài)速度誤差系數(shù)的定義知： (3.1.1-2)題目要求，所以。于是可得出待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為：現(xiàn)將其寫(xiě)成最小相位典型環(huán)節(jié)相乘的形式： (3.1.1-3)2)運(yùn)用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性因?yàn)樵撓到y(tǒng)為單位反饋

10、系統(tǒng)，由此可得系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為： (3.1.1-4)由此可得系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： (3.1.1-5)列出勞斯表，如下表所示：第一列第二列0.511.510-2.730100表3-1由于勞斯表第一列中有一個(gè)系數(shù)為-2.730，因此第一列系數(shù)變化兩次，說(shuō)明系統(tǒng)閉環(huán)特征方程有兩個(gè)正實(shí)部的根，系統(tǒng)不穩(wěn)定。3.1.2繪制待校正系統(tǒng)的伯德圖伯德圖由兩部分組成，分別為幅頻特性曲線(xiàn)和相頻特性曲線(xiàn)，從伯德圖中我們可以得到開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的頻域特性如穿越頻率、截止頻率以及對(duì)應(yīng)的幅值裕度、相角裕度，借助MATLAB我們很容易做到這一點(diǎn)，在其命令窗口中輸入如下命令：num2=10den2=conv(conv(1,0,1

11、,1),0.5,1)sys2=tf(num2,den2)margin(sys2) %未校正系統(tǒng)bode圖grid ontitle(未校正系統(tǒng)bode圖)hdb2,r2,wx2,wc2=margin(sys2)sys2_step=feedback(sys2,1) %求未校正系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) sys2_bandwidth=bandwidth(sys2_step)%求未校正閉環(huán)系統(tǒng)帶寬頻率結(jié)果如下圖所示：圖3-1待校正系統(tǒng)的伯德圖在命令窗口得到：hedb2=0.3000； r2= -28.0814；wx2= 1.4142； wc2= 2.4253；sys2_bandwidth=3.1937。由此可知

12、未校正系統(tǒng)的穿越頻率為1.4142rad/s對(duì)應(yīng)的幅值裕度為0.3dB，截止頻率為2.4253rad/s對(duì)應(yīng)的相角裕度為-28.0841。由于相角裕度小于零，幅值裕度大于零,亦證明系統(tǒng)不穩(wěn)定。閉環(huán)系統(tǒng)的帶寬為3.9137rad/s.3.1.3繪制待校正系統(tǒng)的根軌跡圖根軌跡是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)某一參數(shù)從零變化到無(wú)窮時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的根的變化軌跡，借助MATLAB可以畫(huà)出系統(tǒng)的根軌跡圖，在命令行中輸入如下命令：rlocus(sys2)%畫(huà)未校正系統(tǒng)根軌跡圖 title(未校正系統(tǒng)根軌跡圖)結(jié)果如下圖所示：圖3-2待校正系統(tǒng)的根軌跡圖3.1.4繪制待校正系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)為了直觀的看出待校正系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)

13、性能，可以做出閉環(huán)系統(tǒng)在時(shí)域中對(duì)典型輸入信號(hào)的響應(yīng)曲線(xiàn)，一般以單位階躍信號(hào)作為輸入。在MATLAB命令窗口中輸入如下命令：sys2_step=feedback(sys2,1) %求未校正系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)step(sys2_step) %未校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)H(S)=1hold ontitle(未校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng))結(jié)果如下圖所示：圖3-3待校正系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)從圖中可以看出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)呈發(fā)散震蕩形式，系統(tǒng)嚴(yán)重不穩(wěn)定。3.1.5利用SIMULINK進(jìn)行控制系統(tǒng)建模仿真SIMULINK是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無(wú)需

14、大量書(shū)寫(xiě)程序，而只需要通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。為了完成單位反饋系統(tǒng)的建模需調(diào)用如下模塊：MATLAB/Simulink Library/Simulink/Source/Step; MATLAB/Simulink Library/Simulink/Continuous/Transfer Fcn;MATLAB/Simulink Library/Simulink/Math Operations/Subtract; MATLAB/Simulink Library/Simulink/Sinks/Scope.將開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)分解為幾個(gè)最小相位典型環(huán)節(jié)串聯(lián)的形式，組合成如下圖所示的單位反

15、饋系統(tǒng)模型：圖3-4單位反饋系統(tǒng)模型仿真后Scope輸出波形如下圖所示：圖3-5 Scope輸出波形與命令行執(zhí)行結(jié)果相同，系統(tǒng)不穩(wěn)定。3.2滯后超前-網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算由前所述串聯(lián)滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： (3.2-1)1)已校正系統(tǒng)開(kāi)環(huán)截止頻率的選取：由系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅頻特性曲線(xiàn)可以得出斜率為-20dB/dec的漸近線(xiàn)與斜率為-40dB/dec的漸近線(xiàn)的交接頻率為1rad/s,斜率為-40dB/dec的漸進(jìn)線(xiàn)與斜率為-60dB/dec的漸進(jìn)線(xiàn)的交接頻率為2rad/s，為了使中頻區(qū)占據(jù)一定的寬度并且使系統(tǒng)有較好的動(dòng)態(tài)性能，通常取校正后的開(kāi)環(huán)截止頻率rad/s。2)校正網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)中參數(shù)、的

16、計(jì)算：根據(jù)前述滯后-超前校正的一般步驟，取斜率從-20dB/dec變?yōu)?40dB/dec的交接頻率作為校正網(wǎng)絡(luò)超前部分的交接頻率，即取=1rad/s，所以 =1 (3.2-2)要保證已校正系統(tǒng)截止頻率為所選的=1.41rad/s，下列等式應(yīng)成立： (3.2-3)由待校正系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)幅頻特性曲線(xiàn)可知rad/s，所以上式等同于如下方程： (3.2-4)可以解得7.08，帶入到滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)中得： (3.2-5)式中只有一個(gè)未知參數(shù)，因此校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為： (3.2-6)令，帶入上式得： (3.2-7)根據(jù)相角裕度的計(jì)算公式校正后系統(tǒng)在新的截止頻率處的相角裕度為： (3.2-8

17、)令，rad/s可得如下方程： (3.2-9)這是一個(gè)較為復(fù)雜的方程，借助MATLAB我們可以求出上述方程的解，在MATLAB命令窗口中鍵入如下命令：solve(0.0271+atan(1.41*x)-atan(10.0111*x)=0)得到于是串聯(lián)滯后-超前校正網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： (3.2-10)運(yùn)用MATLAB繪出校正網(wǎng)絡(luò)的伯德圖，命令行如下：num1=conv(22.4,1,1,1)den1=conv(158.5920,1,0.1412,1)sys1=tf(num1,den1)margin(sys1)%校正裝置bode圖title(校正裝置bode圖)結(jié)果如下圖所示：圖3-6校正網(wǎng)絡(luò)的伯

18、德圖3.3對(duì)已校正系統(tǒng)的驗(yàn)證及穩(wěn)定性分析3.3.1繪制已校正系統(tǒng)的伯德圖將校正網(wǎng)絡(luò)與待校正系統(tǒng)的串聯(lián)后，利用MATLAB繪出已校正系統(tǒng)的伯德圖，鍵入如下命令：num1=conv(22.4,1,1,1)den1=conv(158.5920,1,0.1412,1)sys1=tf(num1,den1)num2=10den2=conv(conv(1,0,1,1),0.5,1)sys2=tf(num2,den2)sys3=series(sys1,sys2)margin(sys3)%已校正系統(tǒng)bode圖hdb3,r3,wx3,wc3=margin(sys3)sys3_step=feedback(sys3,

19、1) %求校正后系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) sys3_bandwidth=bandwidth(sys3_step)%求校正后閉環(huán)系統(tǒng)帶寬頻率結(jié)果如下圖所示：圖3-7已校正系統(tǒng)的伯德圖命令行中的結(jié)果為：hdb3 =6.2720；r3 =47.6976；wx3 =3.7170；wc3 =1.1961因此校正后系統(tǒng)穿越頻率為3.7170rad/s相應(yīng)的幅值裕度為6.2720dB，截止頻率為1.1961rad/s相應(yīng)的相角裕度為47.6976大于45滿(mǎn)足要求。相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)的帶寬頻率為2.0951rad/s3.3.2判斷已校正系統(tǒng)的穩(wěn)定性1)運(yùn)用勞斯判據(jù)判斷已校正系統(tǒng)的穩(wěn)定性用MATLAB求出系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)

20、，命令如下：sys3_step=feedback(sys3,1) %求校正后系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)結(jié)果為： (3.3.2-1)所以已校正系統(tǒng)的閉環(huán)特征方程為： (3.3.2-2)列出勞斯表，如下表所示：第一列第二列第三列11.2261235113384.210257.52340285.5100224.98001000 表3-2從勞斯表中可以看出第一列系數(shù)全部大于零，所以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。3.3.3繪制已校正系統(tǒng)的根軌跡圖用MATLAB繪制出已校正系統(tǒng)的根軌跡圖，命令如下：rlocus(sys3) %已校正系統(tǒng)根軌跡圖title(已校正系統(tǒng)根軌跡圖)結(jié)果如下圖所示：圖3-8已校正系統(tǒng)的根軌跡圖3.3.4繪

21、制已校正系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)為了更加直觀的得出校正后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，現(xiàn)做出校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)，在MATLAB中鍵入如下命令：sys3_step=feedback(sys3,1) %求校正后系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù) step(sys3_step) %已校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)H(S)=1title(已校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng))結(jié)果如下圖所示：圖3-9已校正系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線(xiàn)3.3.5利用SIMULINK進(jìn)行控制系統(tǒng)建模仿真用SIMULINK仿真的方法如前所述，已校正系統(tǒng)的模型如下圖所示：圖3-10已校正系統(tǒng)的模型Scope輸出波形如下圖所示：圖3-11已校正系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)Scope輸出波形與

22、用命令行方式得出的結(jié)果相同。3.3.6串聯(lián)滯后-超前校正設(shè)計(jì)小結(jié)至此，全部校正工作已經(jīng)完成，對(duì)比校正前后的系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)：1) 校正前系統(tǒng)不穩(wěn)定，校正后系統(tǒng)變穩(wěn)定；2) 校正后系統(tǒng)的相角裕度從-28.0841提高到47.6976，幅值裕度從0.3dB提高到6.2720dB。其中相角裕度的增加意味著阻尼比增大，超調(diào)量減小，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能變好；3) 校正后系統(tǒng)截止頻率從2.4253rad/s下降到1.1961rad/s。對(duì)原本就穩(wěn)定的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)截止頻率的減小意味著調(diào)節(jié)時(shí)間增大，收斂過(guò)程變緩慢；4) 校正后系統(tǒng)的帶寬從3.9137rad/s減小到2.0951rad/s，這意味著系統(tǒng)抗高頻噪聲的能力增強(qiáng)，同

23、時(shí)意味著調(diào)節(jié)時(shí)間變長(zhǎng)。從前后對(duì)比中可以看出，所得出的結(jié)論與串聯(lián)滯后-超前校正的特點(diǎn)一致，同時(shí)可以看出系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)之間存在著矛盾的，比如超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，因此在實(shí)際的操作過(guò)程中應(yīng)綜合考慮校正網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和所要達(dá)到的目標(biāo)，合理的選取校正網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)，通常無(wú)法一次性達(dá)到要求，需反復(fù)的計(jì)算嘗試，這也是分析法(又稱(chēng)試探法)的缺點(diǎn)之一。4心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。這次課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。然而通過(guò)這次自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)，我才明白了自動(dòng)控制原理這門(mén)學(xué)科

24、并沒(méi)有我想象的那么簡(jiǎn)單，同時(shí)也更加加深了我對(duì)自動(dòng)控制原理這門(mén)課的理解。在做課程設(shè)計(jì)之前，我先將書(shū)上的相關(guān)內(nèi)容重新復(fù)習(xí)了一遍，并將先前沒(méi)理解的問(wèn)題搞懂了，在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我盡量將自己所學(xué)過(guò)的知識(shí)都用在里面，比如在做校正前后系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別時(shí)我用到了我們所學(xué)過(guò)的多種方法比如基于系統(tǒng)閉環(huán)特征方程的勞斯判據(jù)，基于頻率響應(yīng)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)，基于開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)的根軌跡法等。在用MATLAB進(jìn)行控制系統(tǒng)建模仿真的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)這個(gè)軟件確實(shí)非常強(qiáng)大，平時(shí)用手畫(huà)根軌跡或者是幅頻相頻特性曲線(xiàn)時(shí)要花費(fèi)大量的時(shí)間，做大量的運(yùn)算，然而在MATLAB中只需要幾條簡(jiǎn)單的指令就可以將圖做的非常完美，不得不讓我佩服那些做

25、出這樣軟件的工程師們。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我也更加明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅?？傊?，通過(guò)這次做課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，無(wú)論是課內(nèi)的還是課外的，這些都為今后繼續(xù)學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)1 胡壽松.自動(dòng)控制原理.

26、北京:科學(xué)出版社,20072 胡壽松.自動(dòng)控制原理答案解析.北京:科學(xué)出版社,20073 王萬(wàn)良.自動(dòng)控制原理.北京:高等教育出版社,2008.4 張志涌.精通MATLAB.北京:北京航空航天出版社,20095 薛定宇.控制系統(tǒng)仿真與計(jì)算機(jī)輔助技術(shù). M.北京機(jī)械工業(yè)出版社,2005附錄%校正裝置num1=conv(22.4,1,1,1)den1=conv(158.5920,1,0.1412,1)sys1=tf(num1,den1)margin(sys1)%校正裝置bode圖hold ontitle(校正裝置bode圖)grid on%未校正系統(tǒng)num2=10den2=conv(conv(1,0,1,1),0.5,1)sys2=tf(num2,den2)margin(sys2)%未校正系統(tǒng)bode圖 title(未校正系統(tǒng)bode圖) grid on rlocus(sys2)%畫(huà)未校正系統(tǒng)根軌跡圖 hold on title(未校正系統(tǒng)根軌跡圖) hold on grid onsys2_step=feedback(sys2,1) %求未校正系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù) sys2_bandwidth=bandwidth(sys2_step)%求未校正閉環(huán)系統(tǒng)帶寬頻率step(sys2_step) %未校正單位階躍響