自动控制原理大作业.docx

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自动控制原理大作业

自动控制原理大作业

学院：

航天学院

专业：

飞行器设计与工程

姓名：

XX

学号：

XXXXXXXXXXX

设计任务书

（钻机控制系统）技术要求：

增益

；阶跃信号输入时超调量22%，调整时间为0.7s；阶跃输入且干扰为零时误差为0；干扰为阶跃，输入为0时，稳态响应为0.01。

一、设计过程

1.人工设计

已知阶跃信号输入时超调量

调整时间

根据高阶系统性能指标关系的经验公式

可得：

，

，

系统是单位负反馈系统，所以误差信号就是偏差信号E（s）。

设

和

分别为R（s）、D（s）产生的误差信号，那么有

按题目要求

解得K=100

代入可知，校正前的开环传递函数为：

采用超前补偿即可满足。

超前补偿网络公式

满足：

解得

取

，

补偿后系统的开环传递函数为

2.系统校正前后bode图

3.性能指标验算数据

幅值穿越频率：

相位裕度：

稳态误差:

所以设计的补偿网络提高了相位裕度，并且满足了稳态误差要求。

二、计算机辅助设计

4.Simulink仿真框图

5.Bode图

6.校正后的bode图：

7.校正前的bode图

8.阶跃响应曲线

校正后阶跃响应曲线

校正前阶跃响应曲线

9.校正装置电路图

其中

三、设计结论

校正后的传递函数为：

幅值穿越频率：

相位裕度：

稳态误差：

满足设计要求。

四、设计后的心得体会

通过本次设计，我对自动控制原理这门课程有了更加系统的理解。

然后学会了如何使用matlab来仿真自动控制原理中的各个环节，并绘制bode图。

同时，在如何选择穿越频率方面，积累了经验。

在完成这次设计的同时，复习巩固了之前的知识，收获很多。

五、参考文献

《自动控制原理》，梅晓榕