自动控制原理课程设计关于系统校正.docx

1、自动控制原理课程设计关于系统校正1. 已知一个二阶系统其闭环传递函数如下=求k=0.2,0.5,1,2,5时，系统的阶跃响应和频率响应。绘出系统的阶跃响应和频率响应。程序如下：sys=tf(0.2,0.5 1 0.2);figure(1);step(sys)，hold on，figure(2);bode(sys)，hold onsys=tf(0.5,0.5 1 0.5);figure(1);step(sys)，hold on，figure(2);bode(sys)，hold onsys=tf(1,0.5 1 1);figure(1);step(sys)，hold on，figure(2);bo

2、de(sys)，hold onsys=tf(2,0.5 1 2);figure(1);step(sys)，hold on，figure(2);bode(sys)，hold onsys=tf(5,0.5 1 5);figure(1);step(sys)，hold on，figure(2);bode(sys)，hold ongtext(k=0.2),gtext(k=0.5),gtext(k=1),gtext(k=2),gtext(k=5)gtext(k=0.2),gtext(k=0.5),gtext(k=1),gtext(k=2),gtext(k=5)2.被控对象传递函数为设计超前校正环节，使系统

3、性能指标得到满足如下要求：1） 速度误差常数=102） =45由速度误差常数=10，k=10=, 得k=2000程序如下：num=2000;den=1,30,200,0;g0=tf(num,den);figure(1);margin(g0);hold onfigure(2);sys=feedback(g0,1);step(sys);w=0.1:0.1:2000;gm,pm,wcg,wcp=margin(g0);mag,phase=bode(g0,w);magdb=20*log10(mag);phim1=45;data=18;phim=phim1-pm+data;alpha=(1+sin(phi

4、m*pi/180)/(1-sin(phim*pi/180);n=find(magdb+10*log10(alpha) 校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数 Transfer function:0.1647 s + 1-0.05404 s + 1 Transfer function: 329.4 s + 2000-0.05404 s4 + 2.621 s3 + 40.81 s2 + 200 s 校正系统的频域性能指标KG,V,WCans = 3.4126 45.8576 10.5873校正装置的参数T和a值:ans = 0.1647 3.04723.被控对象传递函数为 设计滞后校正环节，使系

5、统性能指标满足如下要求：1）单位斜坡稳态误差小于5%2）闭环阻尼比=0.707，n=1.5 rad/s由单位斜坡稳态误差小于5%，=5%，得=20，又由=，得k=100.由闭环阻尼比=0.707，n=1.5 rad/s，可算出相角裕度=65.5，穿越频率=0.965程序如下：num=100;den=1,5,0;go=tf(num,den);margin(go);gammao=65.5;delta=6;gamma=gammao+delta;w=0.01:0.01:1000;mag,phase=bode(go,w);n=find(180+phase-gamma4.设已知单位负反馈系统其开环传递函数

6、为要求系统具有的性能指标是：1 ) 控制输入为单位速度信号（T RAD/S）时，其稳态误差E0.1RAD2 ） 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量35%,调整时间10秒3 ） 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量25%,调整时间4秒由1），可求出6.67k10，取k=10.2) 由题意=0.16+0.4（-1）0.35，t =10,得相角裕度v=42.68，穿越频率w=1.027程序如下：num=10;den=0.0625,0.625,1,0;go=tf(num,den);margin(go);gammao=42.68;delta=6;gamma=gammao+delta;w=0.01:0.01

7、:1000;mag,phase=bode(go,w);n=find(180+phase-gamma未校正系统参数：20LGKG,WC,ans = 0.0000 4.0000 0.00003 )由题意=0.16+0.4（-1）5.试验小结通过试验知道，模拟试验与数字试验的差距较大，在最后一个滞后超前校正中，如果用find()函数找穿越频率则为4左右，而模拟试验时，我算出来的穿越频率为2，如果用find的函数找穿越频率则最后算出来的校正系统与模拟时的相差叫大，而直接通过计算带穿越频率为2进行试验，则与模拟试验的结果基本一致。但是不管用哪种方法都可以满足题目的要求。在进行穿越频率的取值不同，最后出来的结果也不相同，以调整穿越频率的大小来以满足题目的要求，从而达到要求。