文档介绍：学号:
课程设计
题目
自动控制原理课程设计
学院
自动化
专业
自动化
班级
自动化
姓名
指导教师
年
月
日
课程设计任务书
学生姓名: 专业班级: 自动化指导教师: 工作单位: 自动化学院
题目: 用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计。
初始条件:已知一单位反馈系统的开环传递函数是
要求系统的静态速度误差系数,。
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K值的系统伯德图,计算系统的幅值裕量和相位裕量。
系统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、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
编写程序
2
撰写报告
2
论文答辩
指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
目录
1
1
2
2. 确定滞后校正传递函数 3
3. 系统校正前后根轨迹图 4
4
6
8
参考文献 9
(1)根据稳态误差的要求,确定系统的开环增益K
则解得
2)由于开环增益,在MATLAB中输入以下命令:
G=tf(100,[,,1,0]);
margin(G)
则可得未校正系统的伯德图如图1所示:
图1 校正前系统的伯德图
令s=jω
,可以求出其相角裕度为
2. 确定滞后校正传递函数
在MATLAB中输入以下命令:
n=[,1];
d=[,,,1,0];
rlocus(n,d)
G=tf(100*n,d);
margin(G)
其伯德图如下
图2 系统校正后伯德图
由伯德图可得满足设计要求
系统校正前后根轨迹图
系统校正前传递函数为:
由传递函数可知其根轨迹有3条分支,其极点为(0,0),(-10,0),(-5,0),没有零点,其实轴上的主要根轨迹为
,渐近线交点为(-5,0)
渐近线与实轴夹角,
将代入系统特征方程得:
令其实部为零,解得:,K=15,故与虚轴交点为(0,),(0,-)和(0,0)
解得:(舍去)
在matlab的命令窗口中输入的程序为:
n=1;
d=[,,1,0];
rlocus(n,d)
图3 未校正系统根轨迹图
校正后系统传递函数为
由传递函数可知其根轨迹有3条分支,其极点为(0,0),(-10,0),(-5,0),(-,0)零点为(-,0),其实轴上的主要根轨迹为
,渐近线交点为(-,0)
渐近线与实轴夹角,
将代入系统特征方程得:
令其实部虚部都为零,解得:,故与虚轴交点为(0,),(0,-)和(0,0)
解得:
在matlab的命令窗口中输入的程序为:
n=[,1];
d=[,,,1,0];
rlocus(n,d)
图4 系统校正后根轨迹图