1、 自动控制原理课程设计自动控制原理课程设计 一 摘要摘要 用频域设计法设计一滞后超前装置,使校正后的某一单位反馈系统满足一定的单位斜坡信号作 用下的速度误差系数,校正后相位裕量,时域性能指标超调量和调整时间. 关键字关键字：超前 滞后 校正 滞后超前校正 二 设计过程设计过程 1 设计要求 单位反馈系统的开环传递函数为：0 0 ( ) (1)(4) K Gs s ss ，校正后系统满足以下指标：单位斜坡 信号作用下速度误差系数 Kv=10s 1 ; 校正后相位裕量 40 。 ，时域性能指标超调量M30 ，调整时间s ts 6；S tp 2 。 2 设计过程 根 据 单 位 斜 坡 信 号 作
2、用 下 速 度 误 差 系 数 sKr 1 10 可 以 得 到40 0 k ， 所 以 )125.0)(1( 10 )( 0 sss s G 绘出系统未校正时的波特图如下： num=10; f1=1,0;f2=1,1;f3=0.25,1; den=conv (f1,conv(f2,f3); bode(num,den) 由 公 式0 10 lg20 5 lg2030lg20 11 cc ww 计 算 得 未 校 正 系 统 的剪 切 频 率 s r a d c 2 ，系统未校正时的相角裕量 011 18090arctanarctan 20.7 cc rww 00 1802.0arctan1.0
3、arctan90)()( gggg wwjwHjwG由 得 幅值裕量为+8dB 00 22 18090arctanarctan 0.25 20.7 cc rww 由 得未校正时系统的频率为 2 s rad ，校正装置在此频率产生一个-8dB 的增益，由以上条件及dBwL c 20)( 20 ，20lg20 可解得校正装置的参数10 选取 sr a d w w c /2.0 10 1 2 2 所以5 2 超前部分第二个转折频率 s T 1 2 4 1 ，并取1.0，得超前部分传递函数 1 1 )( 2 2 2 s s s c G ， 串入一个放大倍数10 1 2 kc 的放大器以补偿超前校正带来
4、的幅值衰减 与超前部分同理可以求得之后部分的第二个转折频率为 s c 1 2.0 10 ，取10可求得本部 分第一个转折频率为 s 1 1 02.0 1 ，故滞后部分的传递函数为 150 15 1 1 )( 1 1 1 s s s s s Gc 综合以上内容可得该校正装置的传递函数为 212 (21)(51) ( )( )( ) (0.21)(501) c ccc ss Gsss ss GGK 由此可作出校正后的波特图如下： f1=2,1;f2=5,1; num=conv(f1,f2); f3=0.2,1;f4=50,1; den=conv(f3,f4); bode(num,den) 0 10(51)(21) ( )( )( ) (1)
