自动控制原理MATLAB课程设计--滞后-超前校正

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1、1 滞后滞后- -超前校正超前校正 课程设计课程设计 一、设计目的一、设计目的: : 1. 了解控制系统设计的一般方法、步骤。 2. 掌握对系统进行稳定性的分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方 法。 3. 掌握利用 MATLAB 对控制理论内容进行分析和研究的技能。 4. 提高分析问题解决问题的能力。 二、设计内容与要求二、设计内容与要求: : 设计内容设计内容： 1. 阅读有关资料。 2. 对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。 3. 绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。 4. 设计校正系统，满足工作要求。 设计条件设计条件： 、被控制对象的传递函数是 mm1m2

2、 012m nsn1n2 012n b sb sb sb () a saa sa G S （） 、参数， 和， 因小组而 异。 设计要求设计要求： 1. 能用 MATLAB 解复杂的自动控制理论题目。 2. 能用 MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指标。 3. 能灵活应用 MATLAB 的 CONTROL SYSTEM 工具箱和 SIMULINK 仿真软件， 分析系统的性能。 三、设计步骤：三、设计步骤： 、自学软件的基本知识，包括的基本操作命令。 控制系统工具箱的用法等，并上机实验。 、基于用频率法对系统进行串联校正设计，使其满足给定的领域 2 性能指标。要求程序执行的结果中有校正装

3、置传递函数和校正后系统开环传递 函数，校正装置的参数，等的值。 已知开环传递函数为 G(S)= 0 (2)(40) k s ss ,使用频率法设计串联滞后超前校 正装置，使系统的相角裕度大于等于 40，静态速度误差系数等于 20。 校正前 根 据 上 式 可 化 简G(S)= 00.0125 (0.51)(0.0251) k sss ， 所 以 公 式G(S)= 20 (0.51)(0.0251)sss ,所以 ) 20 22 (0.51(0.0251cccwww =1，则cw= 6.1310， 相角裕度为 9.3528。 校正后 串 联 校 正 滞 后 超 前 校 正 装 置 21 21 (

4、1)(1) () (1)(1) C bTSaT S GS TST S , 由 111 () 510 CW bT ，取2 2 11 * 60.833 5 bT bT ，又由 20lg2020lg520lg4aa , 1 2 1aT ,10.125T;10.25abb; 1 1.223.33 2 T bT 所以校正后的函数为 (10.833)(10.5)20 () (10.125)(13.33)(0.51)(0.0251) C SS GS SSsss 、利用函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统 是否稳定，为什么？ 校正前校正前 % MATLAB PROGRAM j005.m % num=20; den= conv(1 0,conv(0.5 1,0.025