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=

k

s 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 on

end

grid

hold off

title('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 on

end

grid

hold off

title('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'),g

text('k=5')

gtext('k=0.2'),gtext('k=0.5'),gtext('k=1'),gtext('k=2'),g

text('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=10

2）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

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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 + 1

Continuous-time transfer function.

g =

329.4 s + 2000

-------------------------------------------

0.05404 s + 2.621 s + 40.81 s + 200 s

Continuous-time transfer function.

校正系统的频域性能指标KG ,V ,WC

ans =

3.4126 45.8576 10.5873

校正装置的参数T 和a 值:

ans =

0.0540 3.0472

3.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=v

k 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 =0.965

nc=[1/w1,1];gc=tf(numc,denc) g=go*gc

bode(go,g),hold on,margin(g),beta

Transfer function:

gc =

5.988 s + 1

-----------

68.02 s + 1

Continuous-time transfer function.

g =

598.8 s + 100

---------------------------

68.02 s + 341.1 s + 5 s

Continuous-time transfer function.

beta =

11.3592