文档介绍：课程设计任务书
学生姓名: 专业班级:
指导教师: 工作单位:
题目: 转子绕线机控制系统的滞后校正设计
初始条件:已知转子绕线机控制系统的开环传递函数为:
要求系统的静态速度误差系数,相位裕度。
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
用MATLAB作出满足初始条件的最小K值的系统的伯德图,计算系统的幅值裕度和相位裕度。
前向通路中插入一相位滞后校正,确定校正网络的传递函数。
用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。
用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析,画出阶跃响应曲线,计算其时域性能指标。
课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程,列出MATLAB程序和MATLAB输出。说明书的格式按照教务处标准书写。
时间安排:
任务
时间(天)
审题、查阅相关资料
2
分析、计算
3
编写程序
2
撰写报告
2
论文答辩
1
指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
目录
2
2
3
4
3. 2选择校正方案 4
6
6
8
12
12
参考文献 13
转子绕线机控制系统滞后校正设计

首先,通过对转子绕线机控制系统的分析,加强对转子绕线机控制系统的认识,并掌握滞后校正设计的方法。其次,通过设计,培养分析问题解决问题的能力。此外,使用MATLAB软件进行系统仿真,从而进一步掌握MATLAB的使用。

已知转子绕线机控制系统的开环传递函数为:

要求系统的静态速度误差系数,相角裕度。
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
①用MATLAB作出满足初始条件的最小K值的系统伯德图,计算系统的幅值裕度和相位裕度。
②前向通路中插入一相位滞后校正,确定校正网络的传递函数。
③用MATLAB画出未校正和已校正系统的根轨迹。
④用MATLAB对校正前后的系统进行仿真分析,画出阶跃响应曲线,计算其时域性能指标。
⑤课程设计说明书中要求写清楚计算分析的过程,列出MATLAB程序和MATLAB输出。

当控制系统的性能指标不能满足期望的特性指标时,需要在已选定的系统不可变部分(包括测量元件,比较元件,放大元件及执行机构等)的基础上加入一些装置(即校正装置),使系统能满足各项性能指标
。

用MATLAB作出满足初始条件的最小K值的系统伯德图,计算系统的幅值裕度和相位裕度。
首先,确定最小K值:
kv=k/75
则可得到满足初始条件的最小K值:K=750
那么满足初始条件的最小K值的系统开环传递函数为:
G(s)=750/
用MATLAB软件作出校正前满足初始条件的最小K值的系统伯德图如下
MATLAB程序:
k0=300;
n1=1;d1=conv(conv([1 0],[1 5]),[1 15]);
[mag,phase,w]=bode(k0*n1,d1);
figure(1);margin(mag,phase,w);
图3-1 校正前满足初始条件的最小K值的系统伯德图

由伯德图可知系统的
幅值裕度 h=
穿越频率 wg=
相角裕度=
截止频率 wc=

也可以通过计算得到,计算过程如下:
由 A(w)=|G(jw)|=1
得到 wc=w= ;

得到wg= ;

=
可见由作图法和计算法得到的结果一样。
说明未校正系统不稳定,且截止频率大于要求值,在这种情况下, 采用串联超前校正是无效的,用滞后校正。
确定校正后系统的增益剪切频率。在此频率上,开环传递函数的相角裕度应等于要求的相角裕度再加上(5o-10o)——补偿滞后校正网络本身在处的相位滞后。
现要求校正后系统的相角裕度,所以
,其中补偿角度取
在伯德图上可找得,在=-114o(即相角裕度为66o),故取此频率为校正后系统的剪切频率。即
=
确定原系统频率特性在处幅值下降到0dB时所需的衰减量。
利用解得 b=,应满足,一般取。
利用