3913.自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.doc
学 号： 课程设计题 目自动控制原理课程设计学 院自动化专 业自动化班 级自动化姓 名指导教师 年月日课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 自动化 指导教师： 工作单位： 自动化学院 题 目: 用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计。 初始条件：已知一单位反馈系统的开环传递函数是要求系统的静态速度误差系数，。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、 用MATLAB作出满足初始条件的K值的系统伯德图，计算系统的幅值裕量和相位裕量。2、 系统前向通路中插入一相位滞后校正，确定校正网络的传递函数。3、用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。4、课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程，列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排： 任务时间（天）审题、查阅相关资料2分析、计算3.5编写程序2撰写报告2论文答辩0.5指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录1未校正时系统分析11.1伯德图绘制11.2未校正系统的相位裕度和幅值裕度22 确定滞后校正传递函数33. 系统校正前后根轨迹图43.1未校正系统根轨迹图43.2校正后系统根轨迹图64.心得体会8参考文献91未校正时系统分析1.1伯德图绘制(1)根据稳态误差的要求，确定系统的开环增益K则解得2）由于开环增益,在MATLAB中输入以下命令：G=tf(100,0.02,0.3,1,0);margin(G)则可得未校正系统的伯德图如图1所示：图1 校正前系统的伯德图1.2未校正系统的相位裕度和幅值裕度 令s=j由校正前Bode图可以得出其剪切频率为15.9，可以求出其相角裕度为 2 确定滞后校正传递函数 在MATLAB中输入以下命令：n=2.31,1;d=1.65,24.82,82.97,1,0;rlocus(n,d)G=tf(100*n,d);margin(G)其伯德图如下图2 系统校正后伯德图由伯德图可得满足设计要求3. 系统校正前后根轨迹图3.1未校正系统根轨迹图系统校正前传递函数为：由传递函数可知其根轨迹有3条分支，其极点为（0，0），（-10，0），（-5，0），没有零点，其实轴上的主要根轨迹为，渐近线交点为（-5，0）渐近线与实轴夹角，将代入系统特征方程得：令其实部为零，解得：，K=15，故与虚轴交点为（0，7.07），（0，-7.07）和（0，0）解得：（舍去）在matlab的命令窗口中输入的程序为：n=1;d=0.02,0.3,1,0;rlocus(n,d)图3 未校正系统根轨迹图3.2校正后系统根轨迹图校正后系统传递函数为由传递函数可知其根轨迹有3条分支，其极点为（0，0），（-10，0），（-5，0），（-0.012，0）零点为（-0.43，0），其实轴上的主要根轨迹为，渐近线交点为（-4.86，0）渐近线与实轴夹角，将代入系统特征方程得：令其实部虚部都为零，解得：，故与虚轴交点为（0，7.06），（0，-7.06）和（0，0）解得：在matlab的命令窗口中输入的程序为：n=2.31,1;d=1.65,24.82,82.97,1,0;rlocus(n,d)图4 系统校正后根轨迹图4.心得体会通过这次课程设计我对所学的知识有了更深刻的理解，学会并熟练掌握了matlab软件的知识，以及一些重要的编程函数。提高了自己分析问题、解决问题的能力，并应用知识的能力，课程设计是比较接近于生产实际的，从中对自己未来的工作情况也有了一定的了解。通过查阅各种资料，了解了许多课外的知识，拓宽了自己的知识面。以后在平时要多了解些课外的知识，提高自己的综合能力。参考文献1 王万良.自动控制原理. 北京：高等教育出版社.，2008 2 刘叔军.MATLAB7.0控制系统应用与实例.北京：机械工业出版社，20063 王正林.MATLAB/Simulink与控制系统仿真.北京：电子工业出版，2005 4 何衍庆. MATLAB语言的运用. 北京：化学工业出版社，20035 李素玲. 自动控制原理. 西安：西安电子科技大学出版社， 20076 李友善. 自动控制原理360题. 哈尔滨： 哈尔滨工业大学出版社2002本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别男专业、班级课程设计题目：用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计课程设计答辩或质疑记录：成绩评定依据：评 分 项 目分值评分1选题合理、目的明确10 2设计方案正确，具有可行性、创新性20 3设计结果：仿真与实验验证20 4态度认真、学习刻苦、独立完成任务15 5设计报告规范化、参考文献充分、无原则性错误10 6答辩25 总分100 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：2011年 月 日
