计算机控制系统课程设计

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1、1.设计背景 2 2.设计过程 2 2.1.设计目的 2 2.2.设计过程 2 3.系统仿真程序及相关结论 3 3.1.系统仿真流程图 3 3.2.校正前离散系统伯德图绘制程序 4 3.3.校正前离散系统伯德图 5 3.4.校正后离散系统伯德图绘制程序 5 3.5.校正前离散系统伯德图 6 3.6.校正前后离散系统伯德图绘制程序 7 3.7.校正前后离散系统伯德图 8 3.8.校正后系统时域响应流程图 8 3.9.校正后系统时域响应程序 9 3.10.校正后系统时域响应曲线 10 4.增大采样周期和开环增益后系统实现（T=2,K=2） 10 4.1.改变后伯德图绘制程序 . 10 4.2.系统

2、校正前后伯德图对比 . 12 5.心得体会. 12 6.参考文献. 13 1.设计背景 由于滞后-超前校正适用于对校正后系统的动态和静态性能有更多更高要求 的场合。施加滞后-超前校正环节，主要是利用其超前部分增大系统的相位裕度， 以改善系统的动态性能；利用其滞后部分改善系统的静态性能。 所以我们在此利用超前校正的目的是改善系统的动态性能， 实现在系统静态 性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节，利用其相 位超前特性来增大系统的相位裕度，改变系统的开环频率特性。一般使校正环节 的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。 同时利用滞后校正通过加入滞后 校正环节，使系统的开环增

3、益有较大幅度增加，同时又使校正后的系统动态指标 保持原系统的良好状态。它利用滞后校正环节的低通滤波特性，在不影响校正后 系统低频特性的情况下，使校正后系统中高频段增益降低，从而使其穿越频率前 移，达到增加系统相位裕度的目的。 2.设计过程 2.1.设计目的 采用W变换的 Bode 图法设计离散控制系统的数字控制器，使得系统满足一 定的性能指标，并且采用仿真实验对校正后的系统进行校验。 2.2.设计过程 ( )D z 0( ) GsZOH + - - ( )e t ( )r t( )e t( )u t ( )y t ( )R z( )E z( )Y z( )U z TT ( )G z 图 1 离

4、散控制系统结构图 某控制系统如图 1 所示，已知被控对象的传递函数为 0( ) (1) k Gs s s （1）设采样周期1Ts，要求系统的相位裕度为45，且为了满足准确度要求所 需要的 v k值而要求1k ，试用W变换的 Bode 图法确定数字控制器()Dz； （2）使用 MATLAB 编程序绘制校正前后离散系统 Bode 图； （3） 使用 MATLAB 编程序绘制校正后系统时域响应， 并求取响应的各项性能指标； （4）增大采样周期（如2Ts）和开环增益（如2k ） ，重复上述校正过程及 仿真校验，比较分析采样周期和开环增益对系统校正效果的影响； （5）根据校正后的系统时域响应，确定其超调量，若使得超调量减小 30%，重 新确定数字控制器()Dz。 3.系统仿真程序及相关结论 3.1.系统仿真流程图 V=0.01:0.01:100 遍取? 输入传递函数 G（W） 结束 开始 W=jv将G（W）变为 频域 L(v)=20lg|G(jv)| Phi(v)=Phi(G(jv) Semilogx(v,L(v) Semilogx(v,Phi(v) V=0.01