串聯(lián)校正裝置地設(shè)計.

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1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案學(xué)號天津城建大學(xué)自動控制原理A課程設(shè)計說明書串聯(lián)校正裝置的設(shè)計起止日期：2013年12月30日至2014年1月3日學(xué)生姓名班級成績指導(dǎo)教師(簽字)控制與機械工程學(xué)院2014年1月3日精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案天津城建大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書2013—2014學(xué)年第1學(xué)期控制與機械工程學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)電氣2013級12班課程設(shè)計名稱：自動控制原理A課程設(shè)計設(shè)計題目：串聯(lián)校正裝置的設(shè)計完成期限：自2013年12月30日至2014年1月3日共1周設(shè)計依據(jù)、要求及主要內(nèi)容：已知單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：要求校正后系統(tǒng)的速度誤差系數(shù)，相角裕度，幅值裕度，試設(shè)計串聯(lián)

2、校正裝置?；疽螅?、對原系統(tǒng)進行分析，繪制原系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，2、繪制原系統(tǒng)的Bode圖，確定原系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度。3、繪制原系統(tǒng)的Nyquist曲線。4、繪制原系統(tǒng)的根軌跡。5、設(shè)計校正裝置，繪制校正裝置的Bode圖。6、繪制校正后系統(tǒng)的Bode圖、確定校正后系統(tǒng)的幅值裕度和相角裕度。7、繪制校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。8、繪制校正后系統(tǒng)的Nyquist曲線。9、繪制校正后系統(tǒng)的根軌跡。指導(dǎo)教師（簽字）：系主任（簽字）：批準(zhǔn)日期：2013年12月8日精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案目錄一、?緒論?1?二、原系統(tǒng)分析?22.1原系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線22.2原系

3、統(tǒng)的Bode圖32.3原系統(tǒng)的Nyquist曲線42.4原系統(tǒng)的根軌跡5三、校正裝置設(shè)計73.1校正方案的確定73.2校正裝置參數(shù)的確定73.3校正裝置的Bode圖7四、校正后系統(tǒng)的分析94.1校正后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線94.2校正后系統(tǒng)的Bode圖94.3校正后系統(tǒng)的Nyquist曲線104.4校正后系統(tǒng)的根軌跡114.5校正后系統(tǒng)的Simulink仿真框圖13五、總結(jié)14六、參考文獻15精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案一、?緒論?所謂校正，是在系統(tǒng)中，往往需要加入一些校正裝置來增加系統(tǒng)的靈活性，使系統(tǒng)發(fā)生變化，從而滿足給定的各項性能指標(biāo)。按照校正裝置的特性不同，可分為PID

4、校正，超前校正，滯后校正和滯后-超前校正。?串聯(lián)超前校正的優(yōu)點是保證低頻段滿足穩(wěn)態(tài)誤差，改善中頻段，使截止頻率增大，相角裕度變大，動態(tài)性能提高，高頻段提高使其抗噪聲干擾能力降低。缺點是受到了閉環(huán)寬帶要求的影響。為了滿足嚴格的穩(wěn)態(tài)性能要求，當(dāng)采用無源校正網(wǎng)絡(luò)時，超前校正要求一定的附近增益。串聯(lián)滯后校正是利用滯后網(wǎng)絡(luò)或PI控制器進行串聯(lián)校正的基本原理，是利用滯后網(wǎng)絡(luò)或PI控制器的高頻幅值衰減特性，使已校正系統(tǒng)截止頻率下降，從而使系統(tǒng)獲得足夠的相角裕度。在系統(tǒng)響應(yīng)速度要求不高而抑制噪聲電平性能要求較高的情況下，可考慮采用串聯(lián)滯后校正，而滯后校正一般不需要附加增益。此外，也利

5、用其具有負相移和負幅值的特斜率的特點，幅值的壓縮使得有可能調(diào)大開環(huán)增益，從而提高溫穩(wěn)定性，也能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。如果待校正系統(tǒng)已具備滿意的動態(tài)性能，僅穩(wěn)態(tài)性能不滿足指標(biāo)要求，也可以采用串聯(lián)滯后校正以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，同時保持其動態(tài)性能仍然滿足性能指標(biāo)要求。串聯(lián)滯后-超前校正方法兼有滯后校正和超前校正的優(yōu)點，當(dāng)系統(tǒng)不穩(wěn)定時且要求校正后系統(tǒng)的響應(yīng)速度、相角裕度和穩(wěn)態(tài)精度較高時，以采用串聯(lián)滯后-超前校正為宜。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案?二、原系統(tǒng)分析?單位反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為：?要求校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)：，相角裕度：由可知有如下計算：因而校正前系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為

6、2.1原系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線（1）繪制該系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，如下圖所示?圖2-1原系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線（2）對原系統(tǒng)進行分析，該系統(tǒng)響應(yīng)的程序為：num=[30];den=[0.020.310];sys=tf(num,den);sys1=feedback(sys,1);t=0:0.1:45;精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案step(sys1,t)holdongridholdoff2.2原系統(tǒng)的Bode圖（1）由MATLAB繪制BODE圖，如下圖所示:圖2-2原系統(tǒng)的Bode圖（2）對該系統(tǒng)進行分析，該系統(tǒng)波特圖的程序為：num=[30];?den=[0.020.310];

7、sys=tf(num,den);?margin(sys)hold?on?grid?hold?off?（3）確定校正前單位反饋系統(tǒng)的幅值裕度和相位裕度先求校正前系統(tǒng)的幅值裕度令可以確定幅值裕度對應(yīng)的相位截止頻率。利用三角函數(shù)可以求出相位截止頻率。精彩文檔實用標(biāo)準(zhǔn)文案因而解得。利用可以方便地求出幅值裕度或者h。求校正前系統(tǒng)的相位裕度：先求增益穿越頻率。在增益穿越頻率處，系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的幅值為1。由上式求得。利用增益穿越頻率可以計算。2.3原系統(tǒng)的Nyquist曲線（1）原系統(tǒng)的Nyquist曲線如圖所示：?圖2-3原系統(tǒng)的Nyquist曲線（2）該系