自动控制原理大作业
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
.
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
自动控制原理大作业
课程名称：
学院：
专业：
方向：
班级：
设计者：
学号：
哈尔滨工业大学
.
一、设计参数与指标
已知单位反馈系统的开环传递函数为
（1）若要求校正后系统具有相位裕量，增益裕度为10~12dB，试设计串联超前校正装置。
(2)若要求校正后系统具有相位裕量
，增益
裕度为30~40dB ，试设计串联滞后校正装置。
未校正系统参数：
未校正系统的根轨迹图：
-60
-50-40-30-20-1001020
-50-40-30-20-10010203040
50Root Locus
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)
未校正系统的Nyquist 图如下：
-150-100
-50
50
100
150
Nyquist Diagram
Real Axis
I m a g i n a r y A x i s
绘制未校正系统的Bode 图 MATLAB 程序1 ：
>> num=[40];
>> den=[0.0125 0.2625 1 0]; >> w=logspace(-1,1,100); >> bode(num,den,w) >> grid
>> title('Bode Diagram of Gk(s)=40/[s(0.2s+1)(0.0625s+1)]') >> [kg,r,wg,wc]=margin(num,den);
10
-1
10
10
1
10
2
10
3
P h a s e (d e g )
Bode of Diagram of Gk(s)=40/[s(0.2s+1)(0.0625s+1)]
Frequency (rad/s)
-150
-100-50050100M a g n i t u d e (d B )
-100-50
50
M a g n i t u d e (d B )10
10
10
10
10
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = -5.6 dB (at 8.94 rad/s) , P m = -14.8 deg (at 12.1 rad/s)
Frequency (rad/s)
可以求出以下各值为： kg = 0.5250 r = -14.7820 wg = 8.9443 wc =12.1343
未校正系统的simulink 图：
（1） 下面对系统进行超前校正：
a 取7.5，按照超前校正设计步骤设计并用matla
b 辅助仿真得到下列程序：
m
m a ϕϕsin 1sin 1-+=
经过很多值的多次尝试，我得到了如下的校正函数:
1
15/15.1/)(++=
s s s G c 但是为了补偿因超前校正网络的引入而造成系统开环增益的衰减，必须使附加放大器的放大倍数为a=0.1 所以
1
15/15.1/)(++=
s s s G c *0.1 Matlab 程序如下： >> num=[2.68 4];
den=conv([0.0125 0.2625 1 0],[0.067 1]); w=logspace(-1,1,100); >> num=[2.68 4];
>> den=conv([0.0125 0.2625 1 0],[0.067 1]); >> w=logspace(-1,1,100); >> bode(num,den,w) >> grid
校正后系统的bode图为：
-100102030
40M a g n i t u d e (d B
)10
-1
10
10
1
P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Frequency (rad/s)
-150-100
-50
50
M a g n i t u d e (d B )10
-1
10
10
1
10
2
10
3
-270
-225-180
-135-90-45P h a s e (d e g )
Bode Diagram
Gm = 10.9 dB (at 18.6 rad/s) , P m = 50 deg (at 8.89 rad/s)
Frequency (rad/s)
超前校正系统的simulink 框图：
阶跃响应曲线：
各指标均满足题目要求。
)
1067.0)(10625.0)(12.0(1
.0)167.0(40)()(++++=
s s s s s s G s G c