自控課程設(shè)計(jì)題目

《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告班級(jí)姓名學(xué)號(hào)2013年12月20日題目2：設(shè)單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)Ｋv≥5(1/s)，相角裕度γ≥45°，試設(shè)計(jì)串聯(lián)校正裝置。經(jīng)過嘗試，如果選擇頻率法的串聯(lián)超前校正，利用超前校正裝置的超前相角來改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，相角裕度γ最大為37，不能滿足題目要求。故而用頻率法的串聯(lián)滯后校。正具體過程如下：根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能要求確定系統(tǒng)的開環(huán)增益K。因?yàn)椋藇≥5(1/s)，所以可確定出K=5。根據(jù)已確定的K值繪制未校正系統(tǒng)的Bode圖如下。相角裕量γ=0deg，幅幅值裕量GM=6.49e-005。MATLAB程序如下：》num=[5];》den=[0.25,1.25,1,0];》w=logspace(-1,2,200);》[mag,phase,w]=bode(mun,den,w);》margin(mag,phase,w)γ期望值為≥45deg,取未校正系統(tǒng)相角裕量γ=γ期望值+ε處的頻率，作為校正后的系統(tǒng)的剪切頻率,ε取5°~15。ε取5°，則γ=45°+5°=50°時(shí)，由Bode圖得=0.60，此頻率作為校正后系統(tǒng)的開環(huán)剪切頻率。令未校正系統(tǒng)在的幅值為20㏒β，由此求得β。即：=得β=7為保證滯后校正網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)在處的相頻特性基本不受影響，按照下式確定滯后校正網(wǎng)絡(luò)的第二轉(zhuǎn)折頻率為：這里取，解得=16.58，=116.09。校正裝置的傳遞函數(shù)為校正后的開環(huán)傳遞函數(shù)為取=116.09代人方程畫出校正后的Bode圖，驗(yàn)證性能指標(biāo)?！穘um=[82.92,5];》n1=[116.09,1];n2=[0.25,1.25,1,0]》den=conv(n1,n2);》w=logspace(-1,2,200);》[mag,phase,w]=bode(num,den,w);》margin(mag,phase,w)如上圖所示，γ=45.3°>45°，符合要求。校正前后后的階躍響應(yīng)仿真曲線如圖：》num1=[5];》den1=[0.25,1.25,1,5];》num2=[82.92,5];》den2=[29.02,145.36,117.39,83.92,5];》h1=tf(num1,den1);》h2=tf(num2,den2);》t=0:0.1:200;》step(h1,h2)校正裝置的電路設(shè)計(jì)滯后校正裝置的傳遞函數(shù)為由令=10kΩ解得：=60kΩ，C=1659uF滯后校正電路圖如圖所示： 60kΩ 10kΩ 1659uF九，總結(jié)通過這次對(duì)控制系統(tǒng)的校正設(shè)計(jì)的分析，讓我對(duì)串聯(lián)超前校正和串聯(lián)滯后校正環(huán)節(jié)有了更清晰的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)課本知識(shí)的進(jìn)一步理解。上課的時(shí)候跟著老師的腳步學(xué)習(xí)，感覺很輕松。當(dāng)自己動(dòng)手做的時(shí)候則困難重重。每當(dāng)遇到不會(huì)的地方就翻教材、看課件，認(rèn)真研究，直至問題決絕。理解課件內(nèi)容，參考教材上的例題，最終完成了作業(yè)。在這次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們真正的把課本上所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去解決問題。通過查找資料以及復(fù)習(xí)課本，在設(shè)計(jì)中的問題得到了解決，在尋找答案的過程中，我加深了對(duì)平時(shí)上課時(shí)學(xué)到的知識(shí)的理解，也體會(huì)到將理論結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)、分析的成就感，還使自己看到平時(shí)學(xué)習(xí)的漏洞，因?yàn)橛幸恍┛此撇黄鹧鄣男≈R(shí)點(diǎn)有時(shí)也是需要考慮的重點(diǎn)。通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了公式編輯的基本使用方法，同時(shí)也學(xué)會(huì)了Matlab的使用。用Matlab對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行頻域分析，大大簡(jiǎn)化了計(jì)算和繪圖步驟。所以，在今后的學(xué)習(xí)中，要養(yǎng)成積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的好習(xí)慣，把所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，努力掌握一些像Matlab一樣的相關(guān)軟件。參考文獻(xiàn)謝克明自動(dòng)控制原理電子工業(yè)出版社2009年李國朝MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用北京大學(xué)出版社2011年胡壽松.自動(dòng)控制原