自控原理课程设计--连续定常系统的频率法超前校正

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1、 自控原理课程设计自控原理课程设计 题题 目： 连续定常系统的频率法目： 连续定常系统的频率法超前超前校正校正 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 评语： 成绩 - 1 - 连续定常系统的频率法超前校正连续定常系统的频率法超前校正 一问题描述一问题描述 1.1.题目要求题目要求 已知单位反馈控制系统的开环传递函数为： 100 ( ) 0.110.011 o Gs sss 设计超前校正装置，使校正后系统满足： 11 100,50,%30% vc Kss 2.2. 用频率法对系统进用频率法对系统进行串联超前校正的一般步骤行串联超前校正的一般步骤 (1)根据稳态误差的要求，确定系统

2、的开环增益K； (2)根据确定的开环增益K，画出未校正系统的伯德图，求出其相位裕量 1 ； (3)由给定的相位裕量值，计算超前校正装置应提供的相位超前量，即 1m 式中的是用于补偿因超前校正装置的引入， 使系统的剪切频率增大而增加的相 角迟后量。值通常是这样估计的：如果未校正系统的开环对数幅频特性在剪切 频率处的斜率为40/dbdec，一般取 00 5 10；如果该频段的斜率为 60/dbdec，则取 00 15 20； (4) 根据所确定的最大相位超前角 m ，按下式算出相应的值 1sin 1sin m m (5)计算校正装置在 m 处的幅值10 lg 1(参见图 1)。由未校正系统的对数幅

3、 - 2 - 频特性图,求得其幅值为10 lg 1处的频率， 该频率 m 就是校正后系统的开环剪 切频率 c ，即 cm ； (6)确定校正网络的转折频率 1 和 2 ； 12 11 , m m TT (7)画出校正后系统的伯德图，并验算相位裕量是否满足要求?如果不满足， 则需增大值,从步骤(3)开始重新进行计算。 超前校正装置的传递函数为： 1 ( ) 1 c Ts Gs Ts 超前校正网络的伯德图如图 1 为： 1 20lg 1 10lg m m m L() 1 T 1 T 0 0 图 1 超前校正网络的 Bode 图 二设计过程和步骤二设计过程和步骤 1. .确定开环增益确定开环增益 K

4、 根据给定静态误差系数的要求，确定开环增益 K 0 s00 100 limlim (0.11)(0.011) v s KsGs sss 得 K=100。 2.画出未校正系统的伯德图画出未校正系统的伯德图 在 MATLAB 中输入以下语句： - 3 - num=100; den=conv(1 0,conv(0.1 1,0.01 1); g=tf(num,den); margin(g) 得到未校正系统的 Bode 图，如图 2 所示。 图 2 未校正系统的 Bode 图 由上图可知，未校正系统的相角余度deg58.1 1 Pm，剪切频率 3 0 . 1 c r s ，幅值余度 Gm=0.828dB。 3. .确定角度确定角度 由题目要求可知，校正后的系统的超调量%,30%