自控课程设计--自动控制原理课程设计

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1、 信息科学与工程学院 课程设计报告书 课程名称： 自动控制原理课程设计 班 级： 自动化 2009 级 1 班 课程设计题目：课程设计题目： 已知单位负反馈系统的开环传递函数为： 125.011.0 0 sss K sG， 用 Bode 图设计方法对系统进行串联校正设计。 设计要求设计要求： 用Bode图设计方法对系统进行串连校正设计， 使系统满足动态及静态性指标： （1）校正后，系统的静态速度误差系数sK v /32； （2）校正后，系统的相角裕度 35； （3）校正后，系统的截止频率sradw c /3.2。 报告要求：报告要求： 课程设计任务完成后，每位同学必须独立书写一份课程设计报告，

2、注意：不 得抄袭他人的报告（或给他人抄袭） ，一旦发现，成绩为零分。课程设计报告的 内容应包括以下四个部分： （1）设计要求分析，确定串联校正的设计思路（滞后校正，超前校正或滞 后-超前校正） ； （2）详细设计（包括的图形有：串联校正结构图，校正前系统的波德图， 校正装置的波德图，校正后系统的波德图，校正实现的电路图） ； （3）MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形及运算结果） ； （4）总结。包括课程设计过程中的学习体会与收获、对本次课程设计的认 识等内容。 设计分析设计分析： 调 节 前 已 知 已 知 单 位 负 反 馈 系 统 的 开 环 传 递 函 数 为 ： 125.011

3、.0 0 sss K sG 假定此时的系统的静态速度误差系数是符合要求的，即：sK v /32 则有： 32 1s25.010.1s k lim lim 32 0s 0s k sHssG sK V 故有， ssssss SG 235.03025.0 32 125.011.0 32 通过 MATLAB 软件，G(S)在单位阶跃信号下的响应曲线，为： 图图 1.未校正前系统在单位阶跃信号下的响应曲线 相应程序：相应程序： numg=32; deng=0.025 0.35 1 0; numh=1; denh=1; num,den=feedback(numg,deng,numh,denh,-1); t

4、=30:0.11:40; step(num,den,t); grid 通过 MATLAB 软件，绘制校正前系统的波特图： 图图 2. 未校正前系统的 Bode 图 相应程序：相应程序： h1=tf(32,1 0); h2=tf(1,0.1 1); h3=tf(1,0.25 1); h=h1*h2*h3; num,den=tfdata(h); sys=tf(num,den); w=logspace(-1,2,100); bode(sys,w);grid; gm,pm,wcg,wcp=margin(sys) margin(sys); gmdb=20*log10(gm); 运行结果： gm =0.4375 pm = -19.5408 wcg =6.3246 wcp = 9.2795 由图 1.可知，未校正前系统在单位阶跃信号下的响应曲线，很明显的可以看 出，未校正前系