自控课程设计三阶系统校正
实验五三阶系统串联校正
阶系统串联校正.实验目的1.知道系统开环放大倍数对系统稳定性的影响；2.根据要求，设计串联矫正环节.并适当地调整控制系统参数；3.通过对控制系统参数的调整，熟悉控制系统中校正装置的作用。
二.实验设备及仪器1 .模拟实验箱；2.虚拟仪器（低频示波器）3.计算机；4.MATLAB仿真软件。
三.实验内容设一单位反馈系统的结构图如下图所示:其中，k是开环放大倍数，Gc（s为串联校正环节。
当该系统出现近似等幅震荡现象时（既系统出现不稳定现象），试采用下列三种校正方案时, 分别以串联的形式加入系统，再测试系统的时域性能指标，是否稳定并加以比较（要求D d %<25%）。
超前校正方案（摸拟电路图），要求用摸拟实验箱完成。
C 、T i s+1Gc（s）=：^^ , T I>T2T2S +121 2滞后校正方案(摸拟电路图)用 MAT L AB 仿真软件完成。
GcGA^^ , T2>T1C1R2I R3 II ~H ------ ---------- 1-<3-- ■+(摸拟电路图)，用MATLAB 仿真软件完成。
G2(T 1S +1 i T 2s +1)Gc (s )= ----------------------- , T1>T2 , T3>T4(T 3s + 1f T 4s + 1)四.实验方法及步骤1. Gc(s)=1r(t)*R1A1ROc(t)----- a■R1i------ ig—1_____R0d —1 --R2 「(t)A1R4I R6 R5 r Jc(t)—•T 2S+1滞后一超前校正方案观测并记录该系统 K=5时的阶跃响应是否稳定，记录波形和有关数据;2Time offset: 02. 逐渐增大K 值，直到系统出现近似等幅震荡为止，记录 K=81.50.510Time offset: 0K=100.5 -1.50.54G 8 10Km 值;K=112Time offset; 0由图示可知：K=11时，出现等幅震荡。
自控实验中三线性系统校正方法比较与分析
自控实验中三线性系统校正方法比较与分析在自控系统中，线性系统的校正是重要的步骤之一。
三线性系统是一类常见的线性系统，其特点是具有三个输入信号和一个输出信号。
在实验中，我们需要对三线性系统进行校正，以确保系统的稳定性和精确性。
本文将比较和分析三种常见的三线性系统校正方法，包括频率响应、校正器和自适应控制。
首先，频率响应是最常用的三线性系统校正方法之一。
频率响应是通过对系统施加不同频率的输入信号，并测量输出信号的幅值和相位来实现的。
通过绘制并分析幅频和相频特性曲线，我们可以了解系统的频率响应特性。
频率响应方法的优点是易于实现和分析，特别适用于频率范围比较窄的系统。
然而，频率响应方法需要精确的仪器和测量技术，并且对于复杂的三线性系统来说，可能无法完全准确地描述系统的行为。
其次，校正器方法是另一种常见的三线性系统校正方法。
校正器是一种通过调整系统输入信号和输出反馈信号之间的关系来实现校正的设备。
校正器可以根据预设的校正算法和控制策略来实现精确的校正效果。
校正器方法的优点是能够针对不同的系统特点进行定制化的校正，因此可在更宽泛的频率范围内保持系统的稳定性和性能。
然而，校正器的设计和实现需要一定的专业知识和经验，并且可能对系统的响应速度和稳定性产生一定的影响。
最后，自适应控制是一种高级的三线性系统校正方法。
自适应控制方法通过不断调整系统的参数和控制策略来适应不同的工作条件和外部干扰。
自适应控制方法的优点是能够实现实时校正，及时响应系统变化，并提供更高的鲁棒性和适应性。
然而，自适应控制方法的实现较为复杂，需要大量的计算和运算资源，并且可能对系统的实时性和稳定性造成一定的挑战。
综上所述，频率响应、校正器和自适应控制是三种常见的三线性系统校正方法。
频率响应方法适用于对系统频率响应特性的初步了解，校正器方法适用于定制化的校正需求，而自适应控制方法适用于实时响应和适应性较高的校正要求。
在实际应用中，我们可以根据具体的系统特点和校正要求选择合适的方法，以实现最佳的系统性能和稳定性。
自控实验中三线性系统的校正实践与总结
自控实验中三线性系统的校正实践与总结在自控实验中，三线性系统的校正实践是一个重要的环节。
通过对系统参数进行准确的校正，可以提高系统的稳定性和控制精度。
本文将对三线性系统的校正实践进行总结，并探讨实践中的一些经验和技巧。
首先，三线性系统的校正实践需要确定系统的数学模型。
根据系统的物理特性和控制要求，可以建立系统的传递函数或状态空间模型。
通过实验数据的采集和分析，可以进一步优化模型的参数，使其更贴近实际情况。
其次，校正实践需要选择合适的校正方法。
常用的校正方法包括开环校正、闭环校正和最优校正等。
开环校正是在系统输入端加入一定的激励信号，通过观察输出响应来分析系统的动态特性。
闭环校正是在系统的控制回路中采集反馈信号，通过调整控制器参数来优化系统的控制效果。
最优校正是通过最小化系统误差的某个性能指标，来确定最佳的校正参数。
在实践中，有一些重要的技巧和经验可以帮助我们进行三线性系统的校正。
首先，建议采用逐步逼近法进行校正。
即先根据初始参数进行校正，然后逐步调整参数，直到达到目标控制效果。
这样可以避免参数调整过快导致系统不稳定。
其次，注意系统的灵敏度和鲁棒性。
灵敏度表示系统输出对参数变化的敏感程度，鲁棒性表示系统对参数变化的容忍程度。
通过优化系统的灵敏度和鲁棒性，可以提高系统的稳定性和可靠性。
在实践中，还需要注意一些常见的问题和挑战。
首先，系统的非线性特性可能会导致校正的困难。
针对非线性系统，可以采用线性化的方法进行校正，即在一定工作范围内假定系统是线性的。
其次，存在传感器误差和信号干扰等问题，这会对校正的准确性产生影响。
为了解决这些问题，可以采用滤波和校正算法等技术手段，提高系统的鲁棒性。
最后，校正实践的总结对于进一步改进系统性能和设计控制策略具有重要意义。
通过总结和分析校正过程中的经验和教训，可以发现系统的优缺点，找到改进的方向。
同时，总结还可以为未来的实验提供参考，提高实验的效率和质量。
综上所述，三线性系统的校正实践是一个复杂而重要的过程。
三阶系统的分析与校正
课程设计报告( 2013—2014年度第一学期)名称：自动控制理论题目：三阶系统的分析与校正院系：控计学院班级：自动化1105学号：学生姓名：指导教师：袁桂丽设计周数：1周成绩：日期：2014年1月9目录一、《自动控制理论A》课程设计任务书 (1)二、《自动控制理论A》课程设计 (3)三、设计正文 (4)五课程设计心得 (21)六参考文献 (22)一、《自动控制理论A 》课程设计任务书1. 目的与要求本次课程设计是在学完自动控制理论课程后进行的。
详细介绍MATLAB 的控制系统工具箱的用法以及SIMULINK 仿真软件，使学生能够应用MATLAB 对自动控制理论课程所学的内容进行深层次的分析和研究，能用MATLAB 解决复杂的自动控制系统的分析和设计题目；能用MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指标； 能灵活应用MATLAB 的CONTROL SYSTEM 工具箱和SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能，进行控制系统设计。
2. 主要内容简要介绍控制系统理论的基本概念和基本方法，并介绍MATLAB 软件的基本知识。
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。
1. 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题,并上机实验;撰写课程设计报告。
2. 设计任务2.1 自选单位负反馈系统，开环传递函数)s (G 0[一个三阶或以上系统]。
自动控制原理课程设计--三阶系统分析与校正
自动控制原理课程设计--三阶系统分析与校正
随着工业化日益发展，自动控制相关的技术日趋重要，三阶系统分析与校正也变得更加重要了。
三阶系统是一种外增调控系统，具有以下特征：它具有反馈回路，并以反应延迟为组件。
在有效的调节过程中，三阶系统的表现更佳，能够更有效地进行调节，满足较高的精度要求。
因此，三阶系统分析与校正一直是自动控制原理书中重要的课程，也是许多工业相关专业常安排的课程。
三阶系统分析与校正课程的任务非常重要，主要包括三阶系统的建模、解析与数值分析，以及信号处理中系统的校正。
首先，要了解三阶系统的定性模型，以及系统的动态特性，掌握三阶系统的时延与振荡的影响原则。
其次，要掌握解析法及数值法，能够敏锐地指出未知系统的动态特性，分析系统的调节误差。
最后，要理解三阶系统的校正原理，掌握系统校正过程中的参数估计方法与滤波技术。
在实际应用中，能够用校正方法有效地改善系统的性能。
此外，三阶系统分析与校正还为许多智能技术与机器学习提供了坚实的把柄，比如自动机器人与机器视觉、智能控制与自主导航等先进技术。
在应用广泛的同时，三阶系统分析与校正课程也一直是重要的技术训练课程，对不同领域的工程师都有着十分重要作用。
通过学习三阶系统分析与校正课程，学生们将掌握分析、计算以及改善三阶系统性能的基础技术，更深入地认识自动控制的相关原理，并能灵活运用，能够更好地应用到实际工程中。
学习课程的重点，是培养学生的独立解决工程问题的分析、解决能力，帮助学生将自动控制原理技术付诸实施，最终让这些技术能够更好地服务于工业发展中。
自控系统校正课程设计
自控系统校正课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解自控系统校正的基本概念，掌握校正装置的原理及其对系统性能的影响。
2. 学生能够描述不同类型的校正方法，并分析其适用场景。
3. 学生能够运用数学工具，如传递函数和频率响应，分析校正前后自控系统的特性。
技能目标：1. 学生能够运用模拟或数字工具设计简单的校正装置，并对自控系统进行仿真测试。
2. 学生通过案例分析和问题解决，培养创新思维和动手能力，提高解决实际问题的技巧。
3. 学生能够小组合作，通过讨论和报告的形式，展示自控系统校正的设计过程和结果。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到自控系统校正工程在工业和日常生活中的重要性，增强对工程学习的兴趣。
2. 学生在小组合作中培养团队精神和沟通能力，学会尊重他人意见，形成积极向上的学习态度。
3. 学生通过解决实际问题，培养勇于尝试、不断优化的科学探究精神，形成精益求精的工匠精神。
本课程针对高年级学生设计，旨在通过理论与实际结合的方式，使学生不仅掌握自控系统校正的理论知识，而且能够将其应用于实际问题中，提高分析和解决问题的能力。
课程设计紧密结合教材内容，注重学生实际操作和体验，旨在通过实践活动深化对校正技术原理的理解，同时培养学生的工程意识和创新能力。
二、教学内容本章节教学内容围绕自控系统校正的核心概念和实际应用，依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
1. 校正的基本概念与原理：- 自控系统的稳定性与性能指标- 校正装置的作用与基本原理- 教材第3章：自控系统性能分析2. 校正方法及其适用场景：- 超前校正、滞后校正的原理与特点- 不同校正方法的适用范围与选择原则- 教材第4章：校正装置的设计方法3. 校正装置的设计与仿真：- 数学工具：传递函数、频率响应- 校正装置的数学建模与仿真- 教材第5章：系统仿真与模型验证4. 实际案例分析与应用：- 常见自控系统校正案例分析- 学生小组设计校正装置并开展仿真测试- 教材第6章：工程案例与问题解决教学内容安排与进度：1. 前2周：自控系统稳定性与性能指标的学习2. 第3-4周：校正原理、方法及其适用场景的学习3. 第5-6周：校正装置设计与仿真实践4. 第7-8周：实际案例分析、小组项目及成果展示教学内容与教材紧密关联，旨在帮助学生系统地掌握自控系统校正的理论与实践，培养解决实际问题的能力。
自控实验中三线性系统的校正方法比较及效果分析
自控实验中三线性系统的校正方法比较及效果分析在自控系统中，三线性系统是一种常见的控制环境，其系统特性会受到多种因素的影响而产生误差。
为了提高系统的准确性和稳定性，我们需要对三线性系统进行校正。
本文将比较和分析三种常见的三线性系统校正方法，并探讨它们的效果。
第一种校正方法是PID控制器。
PID控制器是一种经典的控制方法，它通过比较测量值与设定值之间的误差，并根据比例、积分和微分三个参数进行控制输出的调整。
PID控制器的优点是简单易实现，并且在很多控制环境中表现良好。
然而，PID控制器的参数调整需要一定的经验和专业知识，且对系统模型的准确性要求较高，否则会出现超调、震荡等问题。
第二种校正方法是模糊控制器。
模糊控制器是一种基于模糊逻辑的控制方法，它通过模糊化输入和输出、设定模糊规则以及进行模糊推理来实现系统的校正控制。
模糊控制器的优点是对非线性、时变等复杂系统有较好的适应性，并且对系统模型的要求较低。
然而，模糊控制器的参数调整较为困难，需要对模糊规则进行合理设计，并具备一定的领域专业知识。
第三种校正方法是自适应控制器。
自适应控制器是一种根据系统模型的变化自动调整控制参数的方法。
它通过对系统的监测和预测来实时调整控制参数，以适应系统的动态变化。
自适应控制器的优点是具有较好的适应性和鲁棒性，能够有效应对系统参数的变化和外界扰动。
然而，自适应控制器的设计和实现相对复杂，对计算和算法要求较高。
针对以上三种校正方法，我们可以从以下几个方面进行效果分析。
首先是校正效果的稳定性和准确性。
PID控制器在参数调整较为合理的情况下，能够实现较好的稳定性和准确性，但对于存在大幅度系统变化的情况下可能出现较大误差。
模糊控制器在复杂环境中表现较为稳定，但在参数设计不当时可能会出现控制效果不理想的情况。
自适应控制器具有较好的适应性，能够实时调整参数以应对系统变化，从而保持较好的控制效果。
其次是校正过程的复杂程度和难度。
PID控制器的参数调整相对简单，但需要经验和专业知识的支持。
自控实验中三线性系统校正效果的评估与反馈
自控实验中三线性系统校正效果的评估与反馈自控系统是一种能够自动调整、维持和控制特定过程的系统。
在工程与科学领域中，自控系统广泛应用于各种工业过程、交通运输系统以及生命科学中的生理调节等领域。
使用自控系统可以提高系统的稳定性、精确度和效率，并减少人为因素对系统的干扰。
三线性系统是一种具有三个输入和一个输出的系统。
它的输入可以分为三个不同的线性组合，每个组合对系统产生不同的影响，而输出是这些不同输入的综合结果。
三线性系统校正的目的是评估调整后的系统输出与预期目标之间的差异，并提供相应的反馈以进一步优化系统。
评估三线性系统的校正效果需要一些指标来衡量。
常用的指标包括系统的稳定性、响应速度和跟踪误差。
稳定性是指系统的输出是否在一定范围内波动，而不会发生不可控的震荡或发散。
响应速度衡量了系统调整的快慢，即系统从一个状态到另一个状态所需的时间。
跟踪误差是指系统输出与预期目标之间的差异，这是评估系统精确度的关键指标。
为了评估三线性系统校正的效果，首先需要设计一个适当的实验方案。
实验方案应该包括系统的初始状态，目标状态以及控制输入的设置。
通过在不同条件下对系统进行测试和观察，可以确定哪些参数对系统的性能产生了显著影响。
通过对比实际输出与预期目标之间的差异，可以评估系统的跟踪误差，并据此提出相应的改进方案。
在实验过程中，可以利用数学和统计方法对数据进行分析，以得出有关系统性能的定量结论。
例如，可以通过计算系统的频率响应和阻尼比来评估系统的稳定性和阻尼特性。
此外，还可以使用图表和曲线来展示实验结果，以便更直观地理解系统的性能和改进空间。
评估三线性系统校正的效果不仅需要定量的指标和实验数据，还需要考虑实际应用中的实际情况。
校正效果评估的目标应该与实际需求相匹配，并且需要考虑系统设计和控制策略的可行性。
在进行评估的同时，还应该提供合理的反馈意见和改进建议，以便进一步优化系统的性能。
综上所述，评估三线性系统校正的效果是一个综合性的任务，需要设计合适的实验方案，收集和分析实验数据，并综合考虑实际的需求和应用情况。
三阶系统的分析与校正
三阶系统的分析与校正引言：在控制系统中，三阶系统是一种常见且重要的系统。
它具有更高的阶数，因此对于控制系统的性能和稳定性有着更高的要求。
因此，对于三阶系统的分析和校正具有一定的复杂性。
本文将围绕三阶系统的分析和校正展开讨论，并介绍常见的校正方法。
一、三阶系统的基本特点和模型表示三阶系统是一个具有三个自由度的系统，可以用如下的传递函数表示：G(s)=K/(s^3+a*s^2+b*s+c)其中，K为传递函数的增益，a、b、c分别为系统的阻尼、震荡频率和系统自然频率。
二、三阶系统的稳定性分析稳定性是控制系统设计和校正的基本要求。
对于三阶系统的稳定性分析可以采用Bode图和Nyquist图等方法。
1. Bode图分析通过绘制传递函数的幅频响应和相频响应曲线，可以得到系统的幅度余弦曲线和相位余弦曲线。
根据Bode图的特点，可以确定系统的稳定性。
2. Nyquist图分析Nyquist图是对传递函数的极坐标表示。
通过绘制传递函数的Nyquist图，可以分析系统的稳定性。
以上两种方法都可以用来评估系统的稳定性。
如果系统的Bode图和Nyquist图图像均在单位圆内，则系统是稳定的。
三、三阶系统的校正方法校正是为了使控制系统具有所需的性能指标，通过调整系统中的参数和控制器等手段实现。
1.PID控制器的设计PID控制器是最常用的控制器之一，具有简单、稳定、易于实现等特点。
PID控制器由比例控制、积分控制和微分控制三部分组成。
通过调整PID控制器中的三个参数，可以实现对三阶系统的控制。
2.根轨迹法根轨迹法是一种经典的校正方法，通过分析系统的根轨迹来设计合适的校正器。
根轨迹是描述系统根位置随参数变化而变化的曲线。
通过调整参数，可以使根轨迹满足设计要求，进而实现对系统的校正。
3.频率响应方法频率响应方法基于传递函数的幅频响应和相频响应特性进行校正。
根据系统的特性，通过调整增益和相位等参数，可以实现对系统的校正。
以上是常见的三阶系统的校正方法，可以根据实际需求选择合适的方法进行校正。
过程控制课程设计报告
《过程控制系统》课程设计报告课题：三阶系统PID控制的设计专业班级：姓名：学号：指导老师：年月日目录一. 课题任务---------------------1二. PID控制系统的仿真------------1三.控制系统的采样----------------3四. 结论-------------------------4五. 心得与体会-------------------5一．课题任务1、用MATLAB/Simulink对系统进行仿真建模和构成一个单回路PID控制系统，使用PID整定方法（临界比例度法或衰减曲线法）整定参数，对系统进行阶跃响应实验，记录仿真曲线。
2、在自控原理实验箱上搭接该单回路PID控制系统，对响应曲线进行采样。
3、通过结果对比分析：⑴、PID中比例、积分、微分对控制系统的影响⑵、PID参数整定后，系统响应曲线的衰减比、超调量、余差、上升时间、过渡时间等参数。
⑶、实际回路与仿真结果的对比分析。
二. PID控制系统的仿真1、在MATLAB/Simulink上该建立系统模型2.使用PID整定方法整定出参数•控制参数：•根据对象的动态特性，通过整定参数，改变控制器的适用性；•最佳控制要求：5个品质指标，要求稳、快、准（1）衰减曲线法：纯比例作用下，不需要调节到临界振荡，衰减比4：1到 10：1之间，图示 4：1衰减，两个波就可以稳定下来，得到Ps和Ts，由经验公式计算整定参数。
(2)采用MATLAB/Simulink对系统进行仿真结果(3) 计算出仿真曲线的衰减比、超调量、余差、上升时间、过渡时间等参数 解：衰减比：412.118.1=--=n 超调量：%80%100118.1%=⨯-=σ 余差：C=1-1=0上升时间:s t r 1.0=过渡时间：1.8s三.控制系统的采样(1) 在实验箱上搭接三阶控制系统(2) 对响应曲线进行采样，记录系统单位阶跃响应曲线。
(3) 计算出实验箱曲线的衰减比、超调量、余差、上升时间、过渡时间等参数。
自控实验报告中三线性系统的校正方法探析
自控实验报告中三线性系统的校正方法探析三线性系统是一种常见的控制系统模型，它由三个输入变量和一个输出变量组成，输入变量与输出变量之间存在线性关系。
在自控实验中，正确校正三线性系统是实现准确控制的重要环节。
本文将以三线性系统的校正方法为主题，探讨不同的校正方法以及它们的优缺点。
首先，我们将介绍最常用的校正方法之一，即开环校正方法。
开环校正是一种简单直接的方法，其基本原理是将系统的输入变量与输出变量之间的关系进行建模分析，然后利用数学工具进行校正。
在实际应用中，我们通常使用频率响应法来进行开环校正。
该方法的步骤包括：首先，对系统进行输入信号激励，然后测量系统的输出响应，并计算系统的频率响应函数。
接着，根据频率响应函数的特性，设计合适的控制器来改善系统的性能。
开环校正方法的优点在于简单易行，容易实施，但缺点是无法充分考虑系统的实际工作环境以及外部干扰的影响。
另一种常见的校正方法是闭环校正方法。
闭环校正是在系统已经被设计和安装的基础上进行的，其主要思想是通过使用反馈控制器对系统进行校正。
闭环校正方法是一种相对复杂的方法，它需要进行系统建模、控制器设计、以及参数调整。
通常，闭环校正方法可以分为频域方法和时域方法。
频域方法中，我们使用控制系统的频率响应特性来进行参数校正，最常见的方法是根据系统的相位裕度和增益裕度来确定控制器参数。
而时域方法则通过对系统的时域响应进行分析，例如根据系统的超调量、调整时间和稳定性等指标来确定控制器的参数。
闭环校正方法的优点在于可以更好地抵抗外部干扰和系统变量的波动，并且能够提高系统的稳定性和性能。
除了开环校正和闭环校正方法，还有一些其他的校正方法可以用于三线性系统。
例如，基于模型预测控制的校正方法是一种基于系统建模的方法。
它通过建立系统的动态模型，并基于该模型进行系统控制器的设计和参数调整。
此外，遗传算法和粒子群优化算法等进化算法也可以用于校正系统。
进化算法是一种基于优化理论的方法，通过不断迭代搜索最优解，来获得最佳的调整参数。
自动控制原理课程设计关于系统校正完整篇.doc
自动控制原理课程设计关于系统校正1自动控制原理课程设计报告专业：自动化班级：12403011学号：1240301112姓名：高松1. 已知一个二阶系统其闭环传递函数如下Φ=ks s ++25.0k 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曲线。
程序如下：一．阶跃响应i=0;for k=[0.2,0.5,1,2,5]num=k;den=[0.5,1,k];sys=tf(num,den);i=i+1;step(sys,25)hold onendgridhold offtitle('k 不同时的阶跃响应曲线')gtext('k=0.2'),gtext('k=0.5'),gtext('k=1'),gtext('k=2'),g text('k=5')二．频率响应for k=[0.2,0.5,1,2,5]num=k;den=[0.5,1,k];bode(num,den)[mag,phase,w]=bode(num,den);mr=max(mag)wr=spline(mag,w,mr)hold onendgridhold offtitle('k不同时的频率响应曲线')gtext('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)20030()(2++=s s s K s G 设计超前校正环节，使系统性能指标得到满足如下要求：1）速度误差常数=102）γ=45°由速度误差常数=10，k v =10=)20030(lim 20s ++→s s s k s , 得k=2000 程序如下：num=[2000];den=[1,30,200,0];g0=tf(num,den);figure(1);margin(g0);hold on figure(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(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));n=find(magdb+10*log10(alpha)wc=w(n(1));w1=wc/sqrt(alpha);w2= wc*sqrt(alpha); numc=[1/w1,1];denc=[1/w2,1];gc=tf(numc,denc); g=gc*g0;[gmc,pmc,wcgc,wcpc]=margin(g);gmcdb=20*log10(gmc);disp('校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数'),gc,g, disp('校正系统的频域性能指标KG,V,WC'),[gmc,pmc,wcpc], disp('校正装置的参数T 和 a 值:'),t=1/w2;[t,alpha], bode(g0,g);hold on ,margin(g)自动控制原理课程设计关于系统校正1第2页校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数gc =0.1647 s + 1-------------0.05404 s + 1Continuous-time transfer function.g =329.4 s + 2000-------------------------------------------0.05404 s + 2.621 s + 40.81 s + 200 sContinuous-time transfer function.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 =0.0540 3.04723.被控对象传递函数为)5()(+=s s K s G 设计滞后校正环节，使系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ζ=0.707，ωn =1.5 rad/s由单位斜坡稳态误差小于5%，ε=vk 1=5%，得v k =20，又由v k =)5(lim 0s +→s s k s ，得k=100.由闭环阻尼比ζ=0.707，ωn =1.5 rad/s ，可算出相角裕度ν=65.5°，穿越频率c w =0.965nc=[1/w1,1];gc=tf(numc,denc) g=go*gcbode(go,g),hold on,margin(g),betaTransfer function:gc =5.988 s + 1-----------68.02 s + 1Continuous-time transfer function.g =598.8 s + 100---------------------------68.02 s + 341.1 s + 5 sContinuous-time transfer function.beta =11.35924.设已知单位负反馈系统其开环传递函数为())1125.0)(15.0(s ++=s s s k G 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E2 ) 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量σ3) 控制输入为单位阶跃信号时，其超调量σ2) 由题意σ=0.16+0.4（vsin 1-1）12.5(1)- sinv 11.5(2[2-++c w pi 42.68°, 穿越频率w c >0.96,取v=45°rad/s ，得w c =1.22 rad/s程序如下：num=8;den=conv([1,0],conv([0.5,1],[0.125,1]));g0=tf(num,d en);margin(g0);gammao=45;delta=5;gamma=gammao+delta;w=0.01:0.01:1000;[mag,phase]=bod8.197 s + 1-----------45.36 s + 1Continuous-time transfer function.g =65.57 s + 8-------------------------------------2.835 s + 28.41 s + 45.99 s + s Continuous-time transfer function. beta =5.53413 )由题意σ=0.16+0.4（v sin 1-1）12.5(1)- sinv 11.5(2[2-++c w pi 54.7°，穿越频率w c >1.935 rad/s程序如下：num=8;den=conv([1,0],conv([0.5,1],[0.125,1]));g0=tf(num,d en);[kg,gamma,wg,wc]=margin(g0);kgdb=20*log10(kg);w=0.001:0.001:100;[mag,phase]=bode(g0,w);disp('未校正系统参数：20LGKG,WC,');[kgdb,wc,gamma], gamma1=54.7;delta=5;phim=gamma1-gamma+delta;alpha=(1+sin(phim*pi/180))/(1-sin(phim*pi/180));wcc=2.5;w3=wcc/sqrt(alpha);w4=sqrt(alpha)*wcc;numc1=[1/w3,1];denc1=[1/w4,1];gc1=tf(numc1,denc1);g01=g0*gc11,disp('滞后校正部分的传递函数'),gc2,disp('串联超前—滞后校正传递函数'),gc,disp('校正后整个系统的传递函数'),gdisp('校正后系统参数：20LGKG,WC,R 及A 值'),[gmcdb,wcpc,pmc,alpha],bode(g0,g),hold on ,margin(g),beta。
自控实验中三线性系统校正实践经验总结
自控实验中三线性系统校正实践经验总结在自控实验中，三线性系统校正是一个重要的实践环节。
三线性系统校正是指通过对系统的参数进行调整，从而使得系统能够更好地满足设定的控制要求。
经过多次实践和总结，我发现以下几点经验对于三线性系统校正非常有帮助。
首先，了解系统的特性参数是进行校正的基础。
在进行任何校正操作之前，我们必须先对待校正的系统进行充分的了解，包括了解其结构、参数以及所处的工作环境等。
特别是在三线性系统中，其独特的特性要求我们更加深入地了解系统的非线性特点。
只有对系统的特性了如指掌，我们才能根据实际情况有针对性地进行校正操作。
其次，采用适当的校正方法是保证校正效果的关键。
对于三线性系统的校正来说，校正方法的选择非常重要。
不同的校正方法对系统的调整效果和稳定性都有着直接的影响。
在实践中，我们可以根据系统的特性选择不同的校正方法，例如使用PID控制器、斜率校正法或者模型预测控制等。
在选择校正方法时，我们必须考虑到系统的特性、校正的目标以及实际可行性等因素，以保证校正的效果最佳。
其三，实验过程中需要持续监测和调整校正参数。
在进行三线性系统校正的实验过程中，我们需要时刻关注系统的反馈信号并进行及时调整。
通过持续监测系统的反馈信息，我们可以及时发现系统存在的问题，并对校正参数进行适当的调整。
实践中，我们常常采用试错法的策略，即通过不断尝试不同的校正参数组合，以期找到最佳的控制效果。
同时，我们还需要注意校正参数的稳定性和一致性，避免因为参数的变化导致系统出现不稳定或无法控制的情况。
最后，实践中的经验需要不断总结和积累。
每一次实验都是我们积累经验的机会。
在进行三线性系统校正的实践过程中，我们可能会遇到各种各样的问题和挑战，但只有通过不断总结并吸取经验教训，我们才能不断提高自己的校正能力。
因此，我们需要记录实验过程中的关键步骤和结果，并进行分析和总结。
同时，与他人交流和讨论也是获取宝贵经验的方式之一，通过借鉴他人的经验教训，我们能够更加迅速地提升自己的校正技巧。
三阶系统的分析与校正
三阶系统的分析与校正引言三阶系统是一种常见的动态系统模型，广泛应用于控制系统、电路和信号处理等领域。
在三阶系统的分析和校正过程中，我们需要了解系统的特性、稳定性和动态响应，并结合校正方法进行系统优化。
一、三阶系统特性分析三阶系统由三个一阶子系统相连而成，其传递函数一般表示为：G(s)=(K*(s+z1)*(s+z2))/((s+p1)*(s+p2)*(s+p3))1. 特性根（Characteristic Roots）：三阶系统共有三个特性根，分别对应传递函数中的(s + p1)、(s + p2)和(s + p3)项。
特性根的位置和实部决定了系统的稳定性和动态响应，虚部决定了系统的振荡频率。
2. 分布根（Distribution Roots）：分布根是系统传递函数分子项(s + z1)和(s + z2)的根，它们决定了系统的增益和阻尼比。
增益越大，系统对输入的变化越敏感；阻尼比越小，系统越容易产生振荡。
3. 极点（Poles）和零点（Zeros）：系统传递函数的极点和零点是系统特性的重要指标，极点的位置和数量决定了系统的阻尼性能和稳定性，零点的位置和数量决定了系统的频率响应和相位特性。
二、三阶系统的稳定性分析判断三阶系统的稳定性可以通过判别系统的特性根的实部是否小于零，即特性根是否在左半平面。
1.极点分布：特性根的位置通过求解传递函数分母的特征方程来确定。
将特征方程中的系数代入矩阵当中，可以使用特征值计算软件来求解特征方程，得到特性根的位置和数量。
如果所有特性根的实部小于零，则系统是稳定的。
2.极点分布与稳定性的关系：三阶系统特性根的位置与稳定性之间存在一一对应的关系，通过特性根的位置可以判断系统的稳定性。
具体关系如下：-全部特性根的实部小于零：系统是稳定的。
-有一个特性根的实部大于零：系统是不稳定的。
-有两个特性根的实部大于零：系统是振荡的。
-有两个特性根的实部小于零，另一个特性根的实部等于零：系统是边界稳定的。
三阶系统串联校正
4、实验内容
设一单位反馈系统的结构图如图(11)所示：
图(11)：单位反馈系统
其中， k 是开环放大倍数， Gc ( s) 为串联校正环节。 当该系统出现近似等幅震荡现象时（既系统出现不稳定现象） ，试采用下列 三种校正方案时，分别以串联的形式加入系统，再测试系统的时域性能指标，是 否稳定并加以比较（要求 % <25%） 。 1．超前校正方案，摸拟电路图如图(12)，要求用摸拟实验箱完成。
G c(s )的伯德图如图(7)所示：
4
电气信息学院专业实验中心
图(7)：无源迟后校正装置 G c(s )的伯德图
迟后校正装置的作用： 利用幅值衰减特性(最大衰减幅度为 20lg )， 使截止频率 下降，从而增大稳定裕量，改善响应的平稳性，但快速性降低。
校正原则：使 1
T
c ，一般取
3、实验原理
3.1、串联超前校正
3.1.1、超前校正装置
Gc(s )
Ts 1 , Ts 1
1
(1)
图(1)：超前校正装置零极点分布图
相当于附加低通滤波的 PD 控制器
PD控制器 K p(1
Kds (K T ) s 1 ) Kp d , Ts 1 Ts 1
14
电气信息学院专业实验中心
（1） 如果单从快速性考虑则选择超前校正比较好； （2） 如果从超调量和快速性考虑迟后-超前调节更容易实现； （3） 但是又从调节装置可以看出， 迟后校正和超前校正要达到比较好的校正效 果的话，超前校正的时间常数非常小，而迟后校正的时间常数有很大，在 仿真情况下比较容易实现； （4） 但是在现实中却很难达到使用模拟期间实现，相反迟后-超前校正在达到 一定超调量和快速性时， 时间常数相对比较适中容易实现，但是其装置开 发却比较麻烦，资金耗费量比较大； （5） 综上所述，当系统要求不是特别高时，可以选取超前校正装置实现；当系 统控制要求很高时，可以采用迟后-超前校正装置实现。 6.2、在 % 25% 的情况下，校正方案斜坡信号稳态误差分析 对于上面的仿真，输入为将阶跃信号(如图(29)所示)：
自动控制原理课程设计三阶系统分析与校正
自动控制原理课程设计--三阶系统分析与校正课程实习报告课程名称：自动控制原理及专业软件课程实习题目名称：三阶系统分析与校正年级专业及班级：建电1001姓名： *******学号： ***************指导教师： ***********评定成绩：教师评语：指导老师签名：年月日扬州大学自控原理课程设计任务书1课程设计目的与任务自动控制原理课程设计是综合性与实践性较强的教学环节。
本课程设计的任务是使学生初步掌握控制系统数字仿真的基本方法，同时学会利用MATLAB语言进行控制方针和辅助设计的基本技能。
2课程设计的设计课题题目：三阶系统的校正与分析设单位负反馈的开环传递函数为：G（s）=K/S(S+1)(S+5),设计校正装置，使系统在阶跃输入下的超调量小于等于30%，调节时间小于等于5s，而单位斜坡输入时的稳态误差小于等于15%。
要求：（1）确定采用何种校正装置。
仿真校正前系统的开环对数频率特性图以及系统的根轨迹图。
（2）将校正前性能指标与期望指标进行比较，确定串联校正网络Gc(s)的传递函数，仿真出校正网络的开环频率特性曲线图。
仿真校正后猪呢哥哥系统的开环对数频率特性图以及根轨迹仿真图。
（3）当输入r(t)=1时，仿真出校正前系统的的单位阶跃响应曲线h(t)。
分析校正前后的单位阶跃响应曲线，得出结果分析结论。
3课程设计的基本要求（1）学习掌握MATLAB语言的基本命令，基本操作和程序设计；掌握MATLAB语言在自动控制原理中的应用；掌握SIMULINK的基本操作，使用其工具建立系统模型进行仿真。
（2）应用MATLAB/SIMULINK进行控制系统分析、设计。
通过建立数学模型，在MATLAB环境下对模型进行仿真，使理论与实际得到最优结合。
（3）撰写自控原理课程设计报告。
目录1.前言 (3)2.未校正系统分析 (4)2.1复域分析 (4)2.2时域分析 (5)2.3频域分析 (6)2.4用SIMULINK进行仿真 (8)3.选定合适的校正方案 (9)3.1分析确定校正装 (9)3.2设计串联超前校正网络的步骤 (9)3.3参数计算 (9)3.4校正系统伯德图 (10)4.校正后系统分析 (11)4.1复域分析.... (11)4.2时域分析 (12)4.3频域分析 (13)4.4用SIMULINK进行仿真 (14)4.5校正后的实验电路图 (15)5.致谢 (16)6.参考文献 (17)1.前言所谓自动控制，是指没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控量）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行。
自动控制原理课程设计报告--典型三阶系统
课程设计报告课程编号j1630102课程名称自动控制原理课程设计学生姓名唐柱宽所在班级自动化1123联系电话135********实施地点钟海楼04004起止时间2014.12.08--2014.12.12指导教师徐今强职称副教授一、课程设计的意义通过课程设计，使得我们对课堂所学自动控制原理的基本理论知识加深理解和应用，熟练掌握利用计算机辅助分析的方法，进一步增强学生的分析问题和解决问题的能力。
同时学习和掌握典型高阶系统动态性能指标的测试方法；分析典型高阶系统参数对系统动态性能和稳定性的影响；掌握典型系统的电路模拟和数字仿真研究方法。
二、课程设计的内容已知典型三阶系统的结构方框图如图1所示：其开环传递函数为)1)(1()(21021S T S T S T K K S G ，本实验在此开环传递函数基础上做如下实验内容：1．典型三阶系统电路模拟研究；2．典型三阶系统数字仿真研究；3．分析比较电路模拟和数字仿真研究结果。
三、课程设计的要求:Step1．根据给出的三阶开环系统传递函数，设计一个由积分环节和惯性环节与组成的三阶闭环系统的模拟电路图；Step 2．在输入端加入阶跃信号，其幅值为3V 左右，输入、输出端分别接双踪示波器两个输入通道；Step3．单方向调节电位器（即改变开环增益），使系统的输出响应分别为稳定状态、临界稳定状态和不稳定状态，记录对应的电位器的电阻值，同时观察并记录输出波形，了解参数变化对系统稳定性的影响；Step4．调节电位器，使系统处于稳定状态，观察示波器读出系统稳定时的输出电压值，读出系统的超调量、调节时间和稳态误差并记录，测量时，输入电压值保持不变；Step5．保持电位器不动（增益不变），改变三环节时间常数T0，T1，T2，观察时间参数改变对系统动静态性能的影响，并记录对应的响应曲线；Step6．调用数字仿真软件Matlab 中的Simulink ，完成上述典型系统的动静态性能研究，并与模拟电路的研究结果相比较；Step 7．分析结果，完成课程设计报告图1 典型三阶系统结构方框图图1 典型三阶系统的结构方框图四、仿真结果A.电路模拟研究：1、设计的模拟电路及说明该系统开环传递函数为其中T0=10u*100k=1S；T1=1u*100k=0.1S；T2=1u*500k=0.5S；K1=100k/100k=1；K2=500/Rx；即其中，K=500/Rx，Rx的单位为。
自控原理课程设计报告--三阶系统校正
课程实习报告课程名称：自动控制原理及专业软件应用课程实习题目名称：三阶系统校正年级专业及班级：姓名：学号：指导教师：评定成绩：教师评语：指导老师签名：年月日目录摘要 (3)一、课程实习任务和要求 (4)二、未校正系统的分析 (5)（一）未校正系统零极点图 (5)（二）未校正系统根轨迹分析 (5)（三）未校正系统时域分析 (8)（四）未校正系统频域分析 (9)三、校正系统的设计 (11)（一）理论分析 (11)（二）理论计算 (13)四、校正后系统性能分析 (15)（一）频域分析 (15)（二）时域分析 (16)五、电路设计 (18)（一）典型环节电路图 (18)（二）校正后系统电路设计 (27)小结 (28)摘要所谓校正，就是在系统不可变部分的基础上，加入适当的校正元部件，使系统满足给定的性能指标。
主要有两大类校正方法：分析法与综合法。
分析法把校正装置归结为易于实现的超前校正、滞后校正、超前—滞后校正等几种类型，它们的结构是已知的，而参数可调。
通过校正方法确定这些校正装置的参数。
综合法又称为期望特性法。
它的基本思路是按照设计任务所要求的性能指标，构造期望的数学模型，然后选择校正装置的数学模型，使系统校正后的数学模型等于期望的数学模型。
本次课程设计，要求我在掌握自动控制理论基本原理，一般电学系统自动控制方法的基础上，用MATLAB实现系统的仿真与调试。
在课程实习中，先对待校正装置进行时域分析和频域分析，在算出原装置的参数，与系统要求对比之后决定使用串联滞后校正。
计算出串联滞后校正参数，将参数带入待校正的系统。
校正后的系统经过校验满足了系统要求。
再Simulink对系统进行了仿真，之后画出了校正系统的电路图。
关键字：串联校正串联滞后时域分析频域分析一、课程实习任务和要求（一）初始条件：设一系统的开环传递函数为：1)1)(0.5s s(s k(s)G 0++=，试设计串联校正网络)(s G c 。
性能指标要求：（1）系统稳态速度误差系数v K =5s-1; （2）相角裕度γ≥400。
自控实验中三线性系统的校正方法比较与优化
自控实验中三线性系统的校正方法比较与优化引言：在控制系统中，线性系统是常见的一种系统模型。
而在实际应用中，可能会遇到三线性系统，即系统的输入、输出和控制量均具有线性关系。
为了确保系统能够达到预期的控制效果，需要对这些系统进行校正和优化。
本文将比较不同的校正方法，并探讨如何优化三线性系统的控制性能。
一、传统的校正方法1. 闭环控制校正闭环控制校正是一种常用的方法，它通过将系统的输出与期望输出进行比较，然后调节控制器的参数以达到期望输出。
该方法可以有效地校正系统的偏差，但对于三线性系统来说，其非线性特点可能导致闭环控制的效果不佳。
因此，传统的闭环控制校正方法在处理三线性系统时存在一定的局限性。
2. 开环校正相对于闭环控制校正，开环校正不需要反馈信号，而是直接根据系统的数学模型和物理特性进行校正。
这种方法可以快速校正系统，并且相对简单易操作。
然而，开环校正方法对系统参数的准确性和稳定性要求较高，且无法针对系统的非线性特点进行优化。
二、优化的校正方法1. 自适应控制校正自适应控制校正是一种能够自动调整控制器参数以适应系统动态变化的方法。
通过不断监测系统的状态和输出，自适应控制器可以根据误差信号自动调整参数，从而实现更好的校正效果。
在处理三线性系统时，自适应控制校正可以更好地适应系统的非线性特点，提高控制精度和稳定性。
2. 模糊控制校正模糊控制校正是一种基于模糊逻辑的控制方法，它可以处理系统的不确定性和非线性特点。
模糊控制校正通过建立模糊规则库，将系统的输入和输出之间的关系建模，并根据当前的输入信号和规则库来计算控制器的输出。
在三线性系统中，模糊控制校正可以更好地适应不确定性和非线性特点，从而提高系统的鲁棒性和控制性能。
3. 非线性优化校正非线性优化校正是一种通过数学优化算法来寻求最优解的方法。
该方法通过数学模型和目标函数，根据系统的非线性特点进行校正和优化。
在处理三线性系统时，非线性优化校正可以针对系统的非线性特点进行更精确的校正和优化，提高系统的控制精度和稳定性。
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自控课程设计--三阶系统校正扬州大学能源与动力工程学院课程实习报告课程名称：自动控制原理题目名称：三阶系统校正年级专业及班级：姓名：学号：指导教师：李喆评定成绩：教师评语：指导老师签名：年月日自动控制原理及专业软件课程实习任务书一、课程实习的目的（1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力；（2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标；（3）学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统；（5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。
二、课程实习任务某系统的开环传递函数为：1)1)(0.5s s(s k(s)G 0++=分析系统是否满足性能指标： （1）系统稳态速度误差系数v K =5s -1; （2）相角裕度40γ≥。
如不满足，试为其设计串联校正装置。
三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析：1）利用MATLAB 绘画未校正系统的开环和闭环零极点图2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。
3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。
4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。
（2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。
并与Matlab计算值比较。
（3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。
（4）绘画已校正系统的bode图，与未校正系统的bode图比较，判断校正装置是否符合性能指标要求，分析出现大误差的原因。
（5）求此系统的阶跃响应曲线。
分析采用的校正装置的效果。
（6）绘画模拟电路，提出校正的实现方式及其参数。
（7）总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程实习的认识等内容）四、参考书籍1 《自动控制原理》胡寿松主编2 《MATLAB语言与控制系统仿真》孙亮主编3 自行查找的材料五、课程实习时间安排（一周）1 查阅参考书籍和手册及资料文献（1.5天）。
2 MATLAB语言在自动控制原理中的应用，Simulink建模方法（1.5天）。
3 应用MATLAB和Simulink仿真，并撰写实习报告（1.5天）。
4 验收及校验（0.5天）目录摘要 (7)1、绪论 (8)2、设计的目的、任务及内容 (9)2.1课程实习的目的 (9)2.2课程实习任务 (9)2.3课程实习内容 (9)3、系统分析以及校正 (11)3.1开环增益的确定 (11)3.2未校正系统的分析 (11)3.2.1未校正系统的开环和闭环零极点图 (11)3.2.2未校正系统根轨迹图 (13)3.2.3未校正系统频域分析 (15)3.2.4未校正系统频域分析 (16)4、系统的校正 (18)4.1校正方案的选择 (18)4.2校正装置的确定及性能指标的检验 (18)4.3校正前、后系统的时域分析比较 (20)4.4校正前、后系统的频域分析比较 (21)5、电路设计 (23)5.1典型环节电路 (23)5.1.1比例环节（P） (23)5.1.2积分环节（I） (24)5.1.3比例积分环节（PI） (25)5.1.4 惯性环节（T） (25)5.1.5 比例微分环节（PD） (26)5.1.6 比例积分微分环节（PID） (28)5.2校正装置电路 (30)6、SIMULINK仿真 (31)6.1校正前单位阶跃响应仿真 (31)6.2校正后单位阶跃响应仿真 (31)7、总结 (33)8、参考文献 (34)摘要通过对未校正系统进行分析，得知系统需要校正才能满足要求。
根据对原系统的时域、复域和频域分析结果，这里采用串联滞后—超前校正装置对其进行校正，理论计算得到校正装置的参数。
分析、校正过程中借助了Matlab语言、Simulink工具箱仿真工具。
经检验，校正后的系统满足性能指标的要求。
1、绪论自动控制作为一种重要的技术手段，在工程技术和科学研究中起着极为重要的作用。
对于一个已经完成的系统，它的各个参数是确定的，稳定性也是确定的。
当某一系统不稳定或者不满足设计要求时，就需要我们来对系统进行校正以使得系统稳定或者满足设计要求。
自动控制系统是否能够很好地工作，是否能精确地保持被控制量按照预定的要求规律变化，这取决于被控对象和控制及各元器件的结构和特性参数是否设计得当。
在理想情况下，控制系统的输出量和输入量在任何时候均相等，系统完全无误差，且不受干扰影响。
然而，在实际系统中，由于各种原因，系统在受到输入信号（也包括扰动信号）的激励时，被控制量将偏离输入信号作用前的初始值，经历一段冬天过程（过度过程），则系统控制性能的好坏，可以从动态过程比较充分地表现出来。
控制精度是衡量系统技术性能指标的重要尺度。
一个高品质的系统，在整个运行过程中，被控量对给定的偏差应该是最小的。
考虑动态过程在不同阶段中的特点，工程上通常从稳、准、快三个方面来衡量自动控制系统。
对不同的控制对象，系统对稳、准、快的要求有所侧重。
统一系统中，稳、准、快是相互制约的。
提高过程的快速性，可能会加速系统振荡；改善了平稳性，控制过程又可能拖长，甚至使最终精度也变差。
本文将对一个简单系统的性能进行评价2、设计的目的、任务及内容2.1课程实习的目的1.培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力；2.掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标；3.学会使用MATLAB 语言及Simulink 动态仿真工具进行系统仿真与调试；4.学会使用硬件搭建控制系统；5.锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。
2.2课程实习任务某系统的开环传递函数为：1)1)(0.5s s(s k(s)G 0++=分析系统是否满足性能指标： （1）系统稳态速度误差系数K v =5s -1; （2）相角裕度 40γ≥。
如不满足，试为其设计串联校正装置。
2.3课程实习内容1.未校正系统的分析：a.利用MATLAB 绘画未校正系统的开环和闭环零极点图b.绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。
c.作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。
d.绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。
2.选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。
3.绘画已校正系统的bode图，与未校正系统的bode图比较，判断校正装置是否符合性能指标要求，分析出现大误差的原因。
4.求此系统的阶跃响应曲线。
分析采用的校正装置的效果。
5.绘画模拟电路，提出校正的实现方式及其参数。
6.总结（包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程实习的认识等内容）3、系统分析以及校正3.1开环增益的确定取K=5则待校正开环系统传递函数为：)15.0)(1(5)(0++=s s s s G 3.2未校正系统的分析3.2.1未校正系统的开环和闭环零极点图-2-1.8-1.6-1.4-1.2-1-0.8-0.6-0.4-0.20Pole-Zero Map Real Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)图3.1 校正前系统的开环零极点图-3.5-3-2.5-2-1.5-1-0.500.5-2-1.5-1-0.50.511.52Pole-Zero Map Real Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)图3.2 校正前系统的闭环零极点图结论：由闭环零极点图可以看出：系统有一个极点在左半平面，有两个在右半平面，故系统不稳定。
>> n=5;>> d=conv([1 0],conv([1 1],[0.5 1]));>> Go=tf(n,d);>> pzmap(Go)>> clop=feedback(Go,1)clop =5-------------------------0.5 s^3 + 1.5 s^2 + s + 5Continuous-time transfer function.>> pzmap(clop)3.2.2未校正系统根轨迹图-7-6-5-4-3-2-10123-6-4-20246Root LocusReal Axis (seconds -1)I m a g i n a r y A x i s (s e c o n d s -1)图3.3未校正系统的根轨迹图>> d=conv([1 0],conv([1 1],[0.5 1]));>> n=[5];>> Go=tf(n,d);>> rlocus(Go);>> [k,r]=rlocfind(Go)Select a point in the graphics windowselected_point =0.0024 + 1.4348ik =0.6186r =-3.0168 + 0.0000i0.0084 + 1.4319i0.0084 - 1.4319i由根轨迹图可以看出来，当开环增益从零到无穷大时，根轨迹有一部分在右半面，由matlab作图可知：当kg>0.6186时，根轨迹处于系统右半面，开环系统不稳定；当kg<0.6186时，开环系统稳定。
050100150200250300350400-6-5-4-3-2-1012326Step Response Time (seconds)A m p l i t u d e图3.4未校正系统的阶跃响应图由图可知系统明显不稳定>> clop=feedback(Go,1);>> step(clop)>> gridM a g n i t u d e (d B )10101010102P h a s e (d e g )Bode Diagram Frequency (rad/s)图3.5未校正系统频域图>> bode(Go)>> grid>> [gm,pm,wg,wp]=margin(Go)gm =0.6000pm =-12.9919wg =1.4142wp =1.8020由bode图可知：系统的相位裕度为γc=-12.9919°<40°，γc＜γ，所以开环系统不稳定。