自控课程设计报告文档格式.docx

1、包括MATLAB的基本操作命令、数据结构、矩阵运算、编程算法等; 简要介绍MATLAB的控制系统工具箱的用法。包括控制系统的模型及相互转换、时域分析方法、频域分析方法等应用MATLAB工具箱进行分析研究，增强理解;简要介绍SIMULINK仿真软件，介绍SIMULINK的应用方法及各种强大功能，应用SIMULINK对系统进行仿真研究;简要介绍控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，包括模型建立、模型变换、模型简化、模型实现、模型特性、方程求解、时域响应、频域响应、根轨迹等各个方面。2、在掌握控制系统基本理论和控制系统工具箱函数的基础上，利用MATLAB及其工具箱函数来解决所给控制系统的分析与设计问

2、题,并上机实验;撰写课程设计报告。2.1、自选单位负反馈系统，开环传递函数一个三阶或以上系统。1、绘制闭环系统单位阶跃响应曲线。2、求出系统动态性能指标。3、绘制对数幅频、相频特性曲线，并求出频域指标。2.2、采用串联校正，校正装置传递函数。1、，绘制由的根轨迹，绘制取三个不同数值时单位阶跃响应曲线，并求出相应动态性能指标，试分析随着的变化，系统稳定性、动态性能、稳态性能有何变化。2、采用频率校正法进行设计，可以给时域性能指标要求，也可以给频域性能指标，要既有稳态性能要求，也要有动态性能要求，若单独超前校正或滞后校正不满足要求，可采用滞后超前校正。要熟悉超前校正、滞后校正及滞后超前校正的原理，

3、使用条件，并对校正后的效果进行合理的分析。3、采用根轨迹校正法。根据动态性能要求，确定自选主导极点，同时满足一定稳态性能要求，求出，绘制校正后单位阶跃响应曲线，并求出动态性能指标，分析校正效果及产生该效果的原因。（或采用其它的方法如：反馈校正，复合校正，串联工程法，串联综合法（希望特性法）进行设计等）最好采用频率校正和另外一种校正方法对比研究。2.3、绘制校正前后系统单位阶跃响应曲线对比图，根轨迹对比图、伯德图对比图，并求出系统动态性能指标。2.4、根据校正前、后时域、频域性能指标分析得出结论，按自己所作课程设计的内容撰写课程设计报告。3、考核。课程设计报告：（一）1、开环传递函数，2、令K=

4、1，绘制未校正前的传递函数的阶跃响应、幅频相频曲线等。clc;num1=2;den1=conv（0.2 1,0.5 1）;den2=conv（1 0,den1）;num,den=cloop（num1,den2,-1）;sys=tf（num,den）;p=roots（den）;t=0:0.01:2;figure（1）;step（sys,t）;%绘制闭环系统单位阶跃响应曲线gridxlabel（t）;ylabel（c（t）title（step responseH1=tf（num1,den2）;Gm,Pm,Wc,Wx = margin（sys）; %求频域指标figure（2）;margin（H1）

5、; %对数幅频，相频指标figure（3）;nyquist（H1）;figure（4）;rlocus（sys）;y=step（sys,t）;Y,k=max（y）;tp=t（k） %峰值时间c=dcgain（sys）;%终值deta=100*（Y-c）/c;%超调量deta=abs（deta）n=1;while y（n）0.1*c n=n+1;endm=1;while y（m）0.95*c）&（y（i）=9, 相角裕度Pm=30,截止频率为5. 解：已知Cmax=12,ess=6,K=3增大相角裕度、增大截止频率选择串联超前校正：根据 Gm=-20lg|G（jwx）|算的：a=10 T=0.06

6、32开环传递函数为：程序如下：clear;num1=6;den1=0.1 0.7 1 0;H1=tf（num1,den1）;num1,den1=cloop（num1,den1,-1）;sys1=tf（num1,den1）;50;step（sys1,t）;grid;num2=3.792 6;den2=conv（0.1 0.7 1 0,0.0632 1）;H2=tf（num2,den2）;num2,den2=cloop（num2,den2,-1）;sys2=tf（num2,den2）;10;step（sys2,t）;margin（H2）;bode（H1,r,H2,brlocus（H1）;figur

7、e（5）;rlocus（H2）;前面程序中有动态性能的求解过程，这里不做赘述：时域动态性能的比较：校正前校正后 0.4000s 0.2400 s 1.2000s 0.6200s33.0200s 1.8800s83.3926% 38.1084%频域动态性能比较：幅值裕度h1.349.73 相角裕度r4.0531.8穿越频率wx3.169.35截止频率wc2.924.99（校正前的单位阶跃响应）（校正后的单位阶跃响应）校正前后的伯德图对比（校正前的根轨迹图）（校正后的根轨迹图）（三）要求超调量不大于20%，调节时间小于4s。采用根轨迹校正法。原系统要求最大超调量小于等于20%，则可得：,可得：增加系统调节时间指标要求，设为则期望的主导极点为：需要补偿的超前角为：校正后的开环传递函数为：最终解得：num1=44 73.48;den1=1 10.73 36.11 37.3 0;num,den=cloop（num1,den1,-1）;校正前的单位阶跃响应时域动态性能：tp = 1.5200deta = 19.2661tr =0.6500ts =2.1400td =0.6400N = 0 +84.0000i可得，超调量小于20%，调节时间小于4。