文档介绍：课程设计任务书学生姓名:李攀专业班级:自动化0804指导教师:谭思云工作单位:自动化学院题目:飞行器控制系统设计初始条件:飞行器控制系统的开环传递函数为:控制系统性能指标为调节时间,单位斜坡输入的稳态误差,相角裕度大于85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)设计一个控制器,使系统满足上述性能指标;画出系统在校正前后的奈奎斯特曲线和波特图;用Matlab画出上述每种情况的阶跃响应曲线,并根据曲线分析系统的动态性能指标;对上述任务写出完整的课程设计说明书,说明书中必须写清楚分析计算的过程,给出响应曲线,并包含Matlab源程序或Simulink仿真模型,说明书的格式按照教务处标准书写。时间安排:课程设计任务书的布置,讲解(一天)根据任务书的要求进行设计构思。(一天)熟悉MATLAB中的相关工具(一天)系统设计与仿真分析。(四天)撰写说明书。(两天)课程设计答辩(一天)指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要根据被控对象及给定的技术指标要求,设计自动控制系统,既要保证所设计的系统有良好的性能,满足给定技术指标的要求,还有考虑方案的可靠性和经济性。本说明书介绍了在给定的技术指标下,对飞行器控制系统的设计。为了达到给定要求,主要采用了串联之后—超前校正。在对系统进行校正的时候,采用了基于波特图的串联之后—超前校正,对系统校正前后的性能作了分析和比较,并用MATLAB进行了绘图和仿真。对已校正系统的高频特性有要求时,采用频域法校正较其他方法更为方便。关键词:飞行器控制系统校正MATLAB目录1串联之后—超前校正的原理 42飞行器控制系统的设计过程 133设计总结与心得体会 15参考文献 16飞行器控制系统设计1串联之后—超前校正的原理如果系统设计要求满足的性能指标属频域特征量,则通常采用频域校正方法。在开环系统对数频率特性基础上,以满足稳态误差、开环系统截止频率和相角裕度等要求为出发点,进行串联校正的方法。在伯德图上虽然不能严格定量的给出系统的动态性能,但却能方便地根据频域指标确定校正装置的形式和参数,特别是对已校正系统的高频特性有要求时,采用频域法校正其他方法更方便。串联滞后—超前校正兼有滞后校正和超前校正的优点,当待校正系统不稳定,且要求校正后系统的响应速度相角裕度和稳态精度要求较高时,应采用串联滞后—超前校正。其基本原理是利用滞后—超前网络的超前部分来增大系统的相角裕度,同时利用之后部分来改善系统的稳态性能。串联滞后—超前校正的设计步骤如下:(1)根据稳态性能要求确定开环增益K。(2)绘制待校正系统的对数幅频特性曲线,求出待校正系统的截止频率,相角裕度γ及幅值裕度h(dB)。(3)根据时域与频域的关系,按要求指标求出校正后截止频率。(4)过点作斜率为-20db/,斜率变为-40db/dec与未校正前的伯特图相交于点w,然后斜率再转为-20db/dec,即时与原伯特图重合这样可以保证稳态误差值合乎要求。过点作斜率为-20db/dec的直线随着w增大直到时斜率变为-40db/dec,选取要考虑相角裕度满足要求。即可作出校正后的伯特图。(5)根据上面的可以写出校正传递函数。(6)校验已校正系统的各项性能指标。根据滞后超前校正的原理和步骤,可以在纯超前校正及纯滞后校正都不宜采用时,对系统进行串联滞后—超前校正。≤,单位斜坡输入的稳态误差,相角裕度大于85度。根据单位斜坡输入的稳态误差,,在MATLAB中绘制出校正前的波特图,如图2-1所示。绘制校正前伯特图的MATLAB源程序如下:num=815350;den=[1,,0];%校正前系统参数bode(num,den);%绘制伯特图grid;,在MATLAB中绘制出校正前的奈奎斯特曲线,num=815350;den=[1,,0];%校正前系统参数nyquist(num,den)%绘制奈奎斯特曲线图2-1系统校正前的伯特图图2-