[课程设计] 自动控制原理控制系统的设计及校正 [复制链接]

资料简介：

自动控制原理课程设计-控制系统的设计及校正，共32页，3899字

目 录

一 课程设计的目的 1

二 课程设计题目及要求 1

2.1课程设计的题目： 1

2.2课程设计的要求： 1

三 设计原理 2

四、设计方法步骤 2

4.1系统的校正 2

4.2系统的特征根和稳定性 6

4.3 三种曲线及系统的动态性能、稳态误差值 8

4.4系统的根轨迹图、Nyquist图 20

4.5 系统的Bode图 26

五、心得体会 30

六、参考文献 30

一 课程设计的目的

1）掌握自动控制原理的时域分析法，根轨迹法，频域分析法，以及各种补偿（校正）装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标。

2）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试。

二 课程设计题目及要求

2.1课程设计的题目：

已知单位负反馈系统的开环传递函数，试用频率法设计串联滞后校正装置，要求校正后系统的开环增益K=8，相位裕度，增益裕度。

2.2课程设计的要求：

1）首先， 根据给定的性能指标选择合适的校正方式对原系统进行校正，使其满足工作要求。要求程序执行的结果中有校正装置传递函数和校正后系统开环传递函数，校正装置的参数T，等的值。

2)利用MATLAB函数求出校正前与校正后系统的特征根，并判断其系统是否稳定，为什么?

3)利用MATLAB作出系统校正前与校正后的单位脉冲响应曲线，单位阶跃响应曲线，单位斜坡响应曲线，分析这三种曲线的关系？求出系统校正前与校正后的动态性能指标σ%、tr、tp、ts以及稳态误差的值，并分析其有何变化？

4)绘制系统校正前与校正后的根轨迹图，并求其分离点、汇合点及与虚轴交点的坐标和相应点的增益值，得出系统稳定时增益的变化范围。绘制系统校正前与校正后的Nyquist图，判断系统的稳定性，并说明理由？

5)绘制系统校正前与校正后的Bode图，计算系统的幅值裕量，相位裕量，幅值穿越频率和相位穿越频率。判断系统的稳定性，并说明理由？

三 设计原理

校正方式的选择。按照校正装置在系统中的链接方式，控制系统校正方式分为串联校正、反馈校正、前置校正和复合校正4种。

滞后校正通过加入滞后校正环节，使系统的开环增益有较大幅度增加，同时又使校正后的系统动态指标保持原系统的良好状态。它利用滞后校正环节的低通滤波特性，在不影响校正后系统低频特性的情况下，使校正后系统中高频段增益降低，从而使其穿越频率前移，达到增加系统相位裕度的目的。

四、设计方法步骤

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• 自动控制原理课程设计-控制系统的设计及校正
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