华电自控课程设计Word文件下载.docx

1、解题过程校正之前系统的时域、频域性能分析：程序如下：num1=10;den=conv（1 2,1 8）;den1=conv（1 0,den）;num11,den11=cloop（num1,den1,-1）;g=tf（num11,den11）;time=0:0.1:50;step（g,time）;grid;g=tf（num1,den1）;figure（2）bode（g,0.001,100）;figure（3）;margin（g）;Gm,Pm,Wcg,Wcp=margin（g）;figure（4）;rlocus（g）;阶跃响应曲线如下：动态性能指标为：上升时间tr=2.31s 峰值时间tp=5.1

2、s 调节时间ts=3.66s 超调量%=1.17%对数幅频、相频响应曲线，频域性能指标。Gm = 16.0000 %幅值裕度Pm = 69.1049 %相角裕度Wcg = 4.0000 %穿越频率Wcp= 0.5972 %截止频率对数幅频、相频响应曲线如下：校正装置的设计时，根轨迹如下：rlocus（g）根轨迹的图象如下：=10*0.8时，单位阶跃响应急动态性能指标如下：上升时间tr=3.07s 峰值时间tp=8.7s 调节时间ts=5.21s 超调量%=0.0361%=10*2时，单位阶跃响应急动态性能指标如下：上升时间tr=1.12s 峰值时间tp=2.5s 调节时间ts=4.99s 超调

3、量%=14.1%=10*30时，单位阶跃响应急动态性能指标如下：（不存在调节时间）上升时间tr:不存在 峰值时间tp=49.7s 调节时间ts=None 超调量%=Nan注：（上面三个的单位阶跃响应在编码上只是kc的值不同而已，故程序不再详述）Kc=8Kc=20Kc=300上升时间tr2.31s1.12s不存在峰值时间tp8.7s 2.5s49.7s调节时间ts5.21s4.99sNone超调量%0.0361%14.1%Nan由上表可以看出随着kc的 增大上升时间，调节时间都减小，而峰值时间和超调量则增大时，校正装置的求取过程如下：f=-1+1.3j;fai=180-360*atan（imag

4、（f）/（-real（f）/（2*pi）;syms sg=10/（s*（s+2）*（s+8）;gs=subs（g,s,f）;a=real（gs）;b=imag（gs）;gj=180-360*atan（b/（-a）/（2*pi）;faic=180-gj;ctap=（fai-faic）/2;ctaz=（fai+faic）/2;pc=-real（f）+imag（f）/（tan（ctap*2*pi/360）zc=-real（f）+imag（f）/（tan（ctaz*2*pi/360）gc=（s+zc）/（s+pc）;gcf=subs（gc,kc=1/（abs（gs）*abs（gcf）step（num1

5、1,den11,k）;hold onnum2=kc*10*1 +zc;den2=conv（den1,1 +pc）;num22,den22=cloop（num2,den2,-1）;step（num22,den22,-k）gtext（校正前校正后运行结果为：pc = 1.7959zc = 1.4979kc = 2.0971 即校正装置为： 校正后系统的开环传递函数为：校正后系统的时域、频域性能分析：阶跃响应曲线：动态性能指标：上升时间tr=1.23s峰值时间tp=2.65s 调节时间ts=3.76s 超调量%=7.5%校正之后系统的时域、频域性能分析。num1=20.971 31.4124609;

6、den1=conv（1 1.7959,den）;den2=conv（1 0,den1）;figure（1）bode（g,0.001,200）;figure（2）;Gm =inf %幅值裕度Pm = 147.4879 %相角裕度Wcg =inf %穿越频率Wcp = 1.1248 %截止频率设计结果分析时域性能：校正前校正后1.23s5.1s2.65s3.66s3.761.17%7.5%频域性能：幅值裕度Gm16.0000inf 相角裕度Pm69.1049147.4879穿越频率Wcg4.0000Inf截止频率Wcp0.59721.1248结论： 时域、频域的性能指标如上表。从表中可以看出，经过

7、校正系统的性能指标都有所改善，具体论述如下：时域：时域性能指标主要有：上升时间、峰值时间、调节时间、超调量等。在根轨迹图上，随着Kc值的变化，会出现无超调量（Kc值变小）和不稳定的情况。这一点可从根轨迹图上看出，当Kc减小时根轨迹靠近负实轴-值变小，超调量逐渐接近零。当Kc值变大时根轨迹进入右半平面从而系统不稳定。校正装置对性能指标的影响。校正装置相当于增加了闭环零极点。闭环零点会减小系统的阻尼比，从而使峰值时间减小，响应速度加快，但会使超调量增大，调节时间加长。这种影响会随着零点接近虚轴而加剧。闭环极点的影响则恰恰相反且随着其距离实轴的距离缩短而加剧。通过选择适当的主导极点可使校正后各个性能

8、指标都有所改善。主导极点的作释：通过指定不同的主导极点位置，可得到所要求的时域性能指标频域：频域性能指标主要有幅值裕度、相位裕度、穿越频率、截止频率、谐振峰值、谐振频率、带宽等。校正后，幅值裕度、相角裕度都有所增加。穿越频率，截止频率都增加。从而使系统的稳定性增强。心得体会：在本次的课程设计中又到了不少的问题尤其是在Matable的使用方面，软件的功能不熟悉，所以在源代码的编程方面遇到了不小的阻力，耽误了不少的时间。在自己参阅了一些书籍和请教同学后对这个软件有了一定的认识。 通过这次的课设，使我对课本的知识有了更进一步的认识，对如何通过校正装置来实现系统性能的改善，以及开环增益的改变对系统的影响有了进一步的认识。