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1、cad实验报告三昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告（ 学年 第 学期 ）课程名称: 开课实验室： 年 月 日年级、专业、班学号姓名成绩实验项目名称实验三 控制系统校正及PID控制器设计 指导教师 教师评语该同学是否熟悉实验内容： A.熟悉 B.比较熟悉 C.不熟悉 该同学的实验能力： A.强 B.中等 C.差 该同学的实验是否达到要求 ： A.达到 B.基本达到 C.未达到 实验报告是否规范： A.规范 B.基本规范 C.不规范实验过程是否详细记录： A.详细 B.一般 C.没有 注：5个A为优，5个B为中，介于二者间为良，5个C为不及格，3个以上为及格。 教师签名： 年 月 日实验

2、三 控制系统校正及PID控制器设计 一、 实验目的 控制系统校正（频率法）； PID控制器设计。 二、 实验内容 1. 设一单位负反馈控制系统，如果控制对象的传递函数为： 试设计一个串联超前校正装置。 要求：相角裕度45。；当系统的输入信号是单位斜坡信号时，稳态误差ess0.04；取C=1F时，确定该串联超前校正装置的元件数据；绘制出校正后系统和未校正系统的bode图及其闭环系统的单位阶跃响应曲线，并进行对比。校正前: num=8000;den=conv(1,0,conv(1,4,1,80); G=tf(num,den);margin(G)校正后： num=8000;den=conv(1,0,

3、conv(1,4,1,80);G=tf(num,den);,margin(G)gamma_cas=57;delta=14gamma_1=gamma_cas+delta;w=0.01:0.01:1000;mag,phase=bode(G,w);n=find(180+phase-(gamma_1) G=tf(num,den);,margin(G)gamma_cas=57;delta=9gamma_1=gamma_cas+delta;w=0.01:0.01:1000;mag,phase=bode(G,w);n=find(180+phase-(gamma_1) num=110;den=conv(1,0

4、,1,4);G=tf(num,den);figure(1),margin(G);num=113;den=conv(1,0,1,4);G=tf(num,den);h,gamma,wg,wc=margin(G);h=20*log10(h);w=0.001:0.001:100;mag,phase=bode(G,w);disp(未校正系统的参数：h,wc,);h,wc,gamma,gamma1=45;delta=11phim=gamma1-gamma+delta;alpha=(1+sin(phim*pi/180)/(1-sin(phim*pi/180);magdb=20*log10(mag);n=fi

5、nd(magdb+10*log10(alpha)=0.0001);wc=n(1);wcc=wc/1000;w3=wcc/sqrt(alpha);w4=sqrt(alpha)*wcc;numc1=1/w3,1;denc1=1/w4,1;Gc1=tf(numc1,denc1);w1=wcc/10;w2=w1/alpha;numc2=1/w1,1;denc2=1/w2,1;Gc2=tf(numc2,denc2);Gc12=Gc1*Gc2;GcG=Gc12*G;Gmc,Pmc,wcgc,wcpc=margin(GcG);GmcdB=20*log10(Gmc);disp(超前校正部分的传递函数),Gc1

6、,disp(滞后校正部分的传递函数),Gc2,disp(串联超前-滞后校正网络的传递函数),Gc12,disp(校正后系统的开环传递函数),GcG,disp(校正后系统的性能参数：h,wc,及值),GmcdB,wcpc,Pmc,alpha,figure(2),bode(G,GcG)sys=feedback(Gc12*G,1)figure(3),step(sys)未校正系统的参数：h,wc,ans = Inf 10.2606 21.2978delta = 11超前校正部分的传递函数 Transfer function:0.1324 s + 1-0.03634 s + 1 滞后校正部分的传递函数

7、Transfer function:0.6936 s + 1-2.527 s + 1 串联超前-滞后校正网络的传递函数 Transfer function:0.09184 s2 + 0.826 s + 1-0.09184 s2 + 2.564 s + 1 校正后系统的开环传递函数 Transfer function: 10.38 s2 + 93.34 s + 113-0.09184 s4 + 2.931 s3 + 11.25 s2 + 4 s 校正后系统的性能参数：h,wc,及值ans = Inf 5.6445 50.1868 3.6437 Transfer function: 10.38 s

8、2 + 93.34 s + 113-0.09184 s4 + 2.931 s3 + 21.63 s2 + 97.34 s + 1134. 设有一单位负反馈控制系统，其控制对象的传递函数为： 试用Ziegler-Nichols整定法设计一个PID控制器（确定KP、Ti、Td的值），要求单位阶跃响应中的超调量%25%。如果有必要就对参数KP、Ti、Td进行精细调整，并绘制出系统的单位阶跃响应曲线。 要求在实验过程中认真仔细，反复地调整参数，不断地尝试，尤其对参数KP、Ti、Td进行精细调整，以满足系统的要求。 同时采用COHEN-COON整定方法对其进行PID参数的整定，最后比较这两种方法。 三、实验要求 1. 预习 利用所学知识，编写实验内容中1到4的相应程序，并写在预习报告上。 2. 上机实验 上机调试完成实验内容1到4，记录实验结果，并与预习报告相比较。 3. 撰写实验报告 四，实验心得本次实验我觉得比较难，我做了很长时间才做出来。同时再次觉得了软件的强大，以后一定要好好学习这款软件，我相信它在以后的学习工作中给我很大的帮助。