自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.docx
- 文档编号:9843060
- 上传时间:2023-05-21
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:116.56KB
自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.docx
《自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
自控课设用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计
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)
1、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。
2、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
3.5
编写程序
2
撰写报告
2
论文答辩
0.5
指导教师签名:
年月日
系主任(或责任教师)签名:
年月日
1.未校正时系统分析
1.1伯德图绘制
(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,[0.02,0.3,1,0]);
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
1.2未校正系统的相位裕度和幅值裕度
令s=jω
由校正前Bode图可以得出其剪切频率为15.9,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=[2.31,1];
d=[1.65,24.82,82.97,1,0];
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
3.系统校正前后根轨迹图
3.1未校正系统根轨迹图
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(0,7.07),(0,-7.07)和(0,0)
解得:
(舍去)
在matlab的命令窗口中输入的程序为:
n=1;
d=[0.02,0.3,1,0];
rlocus(n,d)
图3未校正系统根轨迹图
3.2校正后系统根轨迹图
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),(-0.012,0)零点为(-0.43,0),其实轴上的主要根轨迹为
,渐近线交点为(-4.86,0)
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(0,7.06),(0,-7.06)和(0,0)
解得:
在matlab的命令窗口中输入的程序为:
n=[2.31,1];
d=[1.65,24.82,82.97,1,0];
rlocus(n,d)
图4系统校正后根轨迹图
4.心得体会
通过这次课程设计我对所学的知识有了更深刻的理解,学会并熟练掌握了matlab软件的知识,以及一些重要的编程函数。
提高了自己分析问题、解决问题的能力,并应用知识的能力,课程设计是比较接近于生产实际的,从中对自己未来的工作情况也有了一定的了解。
通过查阅各种资料,了解了许多课外的知识,拓宽了自己的知识面。
以后在平时要多了解些课外的知识,提高自己的综合能力。
参考文献
[1]王万良.《自动控制原理》.北京:
高等教育出版社.,2008
[2]刘叔军.《MATLAB7.0控制系统应用与实例》.北京:
机械工业出版社,2006
[3]王正林.《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》.北京:
电子工业出版,2005
[4]何衍庆.《MATLAB语言的运用》.北京:
化学工业出版社,2003
[5]李素玲.《自动控制原理》.西安:
西安电子科技大学出版社,2007
[6]李友善.《自动控制原理360题》.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社2002
本科生课程设计成绩评定表
姓名
性别
男
专业、班级
课程设计题目:
用MATLAB进行控制系统的滞后校正设计
课程设计答辩或质疑记录:
成绩评定依据:
评分项目
分值
评分
1.选题合理、目的明确
10
2.设计方案正确,具有可行性、创新性
20
3.设计结果:
仿真与实验验证
20
4.态度认真、学习刻苦、独立完成任务
15
5.设计报告规范化、参考文献充分、无原则性错误
10
6.答辩
25
总分
100
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
2011年月日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自控 课设用 MATLAB 进行 控制系统 滞后 校正 设计