自动控制原理答辩报告

上升时间tr=0.2s 峰值时间tp=0.3s 调节时间ts=0.6s 超调量Mp=15.88%
上升时间tr=1.8s 峰值时间tp=0.5s 调节时间ts=3.7s 超调量Mp=60.46%
系统的暂态响应与校正前相比有较大改善。 该系统依然稳定，而且反应更加快速。
» 在此次设计过程中遇到了很多问题，也接触 到了很多以前不知道的知识，特别是之前很 少接触过MATLAB软件，这让本次设计一度陷 入停滞阶段。后来在图书馆和网络上查阅了 大量的相关书籍，并在同学的细心指导下安 装了MATLAB软件并学习其使用方法，从而使 问题一步步得到了解决，最终成功的完成了 此次研究性学习。
谢谢！
系统的的调节时间较长，超调量过大。
» 由A(wc)=20/[wc√(1+(wc/2)^2]=1; » 得wc≈6.32； » γ(wc)=180˚+ɸ(wc)=90˚-72.4˚=17.6˚ » 可见相位裕量并不满足要求，为不影响 低频段特性和改善暂态响应性能，采用 串联引前微分校正。
Wc(s)=(Tds+1)/[(Tds/γd)+1); 最大相位移为 ɸmax=arcsin[(rd-1)/(rd+1)] 根据系统相位裕量γ(wc)≥50˚的要求，微 分矫正环节最大相位移为 ɸmax≥50˚-17.6˚=32.4˚
» 4、给出校正装置的传递函数。
» 5、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅 频特性图。计算校正后系统的穿越频率ωc、 相位裕量γ。
» 6Βιβλιοθήκη Baidu分别画出系统校正前、后的开环系统的奈 奎斯特图，并进行分析。
» 确定K值
Kv=lim sWk =2k=20
所以K = 10 G(s)=40/s(s+2)
上升时间tr=1.8s 峰值时间tp=0.5s 调节时间ts=3.7s 超调量Mp=60.46%
» 解得w1≈4.32;w2≈19.87;wc’≈9.26。所以校正 装置的传递函数为 Wc(s)=(s/4.32+1)/[(s/19.87)+1); » 验算校正后系统指标 Wk’(s)=20(s/4.32+1)/[s(s/2+1)(s/19.87+1)]
» 同理，代入数值得校正装置的相位裕量为 γ(wc’)=52.4˚
» 考虑Wc’≥Wc, 故ɸmax将更大些，取ɸmax=40˚， 即有 » Sin40˚=(γd-1)/( γd+1)=0.64 解得γd=4.6 » 设校正后的系统穿越频率Wc’为矫正装置两 交接频率w1与w2的几何中点。即 » Wc’=√w1w2=w1√rd » 若认为Wc’/w1>>1,Wc’/w2<<1,则得 » A(wc’)=1≈20wc’/(wc^2/2)
自动控制原理 研究性教学
组员： 谭堃 努尔夏提
田斌 张雪程
» 谭堃：选题 ， matlab程序设计 » 田斌 努尔夏提： 实验报告的编写 实验的总 体与过程分析 » 张雪程：实验报告PPT的制作
» 单位负反馈随动系统固有部分的传递函 数为 G(s)=4K/s(s+2) 1.分析闭环系统是否稳定 2.分析系统暂态响应 » 3、设计系统的串联校正装置，使系统达 到下列指标： » （1）静态速度误差系数Kv＝20s-1； » （2）相位裕量γ≥50° » （3）幅值裕量Kg≥10dB。