自动控制原理课程设计--三阶或以上控制系统的时频域分析与校正

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1、 课程设计报告课程设计报告 ( 2012 2013 年度第 1 学期) 名 称：自动控制原理 A 题 目：三阶或以上控制系统的时频域分析与校正 院 系：控制与计算机工程学院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：一周 成 绩： 日 期：2013 年 1 月 9 日 自动控制理论自动控制理论 A课程设计任务书课程设计任务书 一、一、 目的与要求目的与要求 本次课程设计是在学完自动控制理论课程后进行的。详细介绍 MATLAB 的控制系统工具箱的用法以及 SIMULINK 仿真软件，使学生能够应用 MATLAB 对自动控制理论课程所学的内容进行深层次的分析和研究， 能用 MATLAB

2、 解决复杂的自动控制系统的分析和设计题目；能用 MATLAB 设计控制系统以满足具体的性能指 标； 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，进行控制系 统设计。 二、二、 主要内容主要内容 1、 简要介绍控制系统理论的基本概念和基本方法， 并介绍 MA TLAB软件的基本知识。 包括 MA TLAB 的基本操作命令、数据结构、矩阵运算、编程算法等; 简要介绍 MA TLAB的控制系统工具箱的用法。包括 控制系统的模型及相互转换、时域分析方法、频域分析方法等应用 MA TLAB 工具箱进行分析研究，增强 理解;简要介绍 S

3、IMULINK 仿真软件，介绍 SIMULINK 的应用方法及各种强大功能，应用 SIMULINK 对 系统进行仿真研究;简要介绍控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，包括模型建立、模型变换、模型简 化、模型实现、模型特性、方程求解、时域响应、频域响应、根轨迹等各个方面。 2、在掌握控制系统基本理论和控制系统工具箱函数的基础上，利用 MA TLAB及其工具箱函数来解决 所给控制系统的分析与设计问题,并上机实验;撰写课程设计报告。 2.1、自选单位负反馈系统，开环传递函数 )s(G 0 一个三阶或以上系统。 （1） 、绘制闭环系统单位阶跃响应曲线。 （2） 、求出系统动态性能指标。 （3） 、绘

4、制对数幅频、相频特性曲线，并求出频域指标。 2.2、采用串联校正，校正装置传递函数 )s(G c 。 （1） 、 cc K)s(G ，绘制 c K 由 0 的根轨迹，绘制 c K 取三个不同数值时单位 阶跃响应曲线，并求出动态性能指标。 （2） 、 cccc T s1T s1 G(s)K, G(s)K, (1) T s1T s1 ，采用频率校正法进行设计。满足稳 态性能要求，求出 )s(G c ，绘制校正后系统单位阶跃响应曲线，波德图，并求出系统时域、频域动态性能 指标。或（补充：也可以采用更多的方法如：根轨迹法，串联工程法，串联综合法（希望特性法）进行设 计。 ） （3） 、若单独超前校正或

5、滞后校正不满足采用滞后超前校正。绘制校正后系统单位阶跃响应曲 线，波德图，并求出系统时域、频域动态性能指标。 2.3、在一幅图上绘制第 2 或 3 步校正前后系统单位阶跃响应曲线，在一幅图上绘制第（2）或（3） 步校正前后系统波德图。 2.4、根据校正前、后时域、频域性能指标以及对比图分析得出结论，按自己所作课程设计的内容 撰写课程设计报告。 3、考核。 三、三、 进度计划进度计划 序号序号 设计内容设计内容 完成时间完成时间 备注备注 1 下发课程设计任务书， 简要介绍控制理论的概念、 方法、 MA TLAB软件及控制系统工具箱用法的基本知识。 2013.1.4 2 利用MA TLAB软件按

6、任务书的要求进行控制系统分 析和校正设计，并撰写设计报告。 2013.1.4-2013 .1.9 3 带着自己的课程设计报告参加答辩 2013.1.11 四、四、 设计成果要求设计成果要求 1、按自己所作课程设计的内容撰写课程设计报告，要求图、表、公式等书写打印规范。 2、可以最后写一些总结、课程设计的心得体会以及你对课程设计的一些意见及建议。 五、五、 考核方式考核方式 本课程设计周最后一天带课程设计报告进行答辩，课程设计的成绩将根据课程设计过程中的表现，课 程设计报告的书写情况，答辩情况综合给出。 学生姓名： 指导教师： 2013 年 1 月 4 日 自动控制理论自动控制理论 A课程设计课程设计 一、课程一、课程设计设计的目的与要求的目的与要求 本次课程设计是在学完自动控制理论课程后进行的。详细介绍 MATLAB 的控制系统工具 箱的用法以及 SIMULINK 仿真软件， 使学生能够应用 MATLAB 对自动控制理论课程所学的内容 进行深层次的