自動(dòng)控制超前校正課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)的題目與要求1</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的目的1</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與安排1</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的步驟1</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)的心得與體會(huì)7</p&

2、gt;<p>　　六、參考文獻(xiàn)..................................................................8</p><p><b>　　超前校正課程設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：</b></p><p>　　已知單位反饋系

3、統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)如下：</p><p>　　試設(shè)計(jì)超前校正環(huán)節(jié)，使其校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度為45度，并繪制校正前后系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，開(kāi)環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握自動(dòng)控制原理課程的有關(guān)知識(shí)，加深對(duì)內(nèi)涵的理解，提高解決

4、實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p>　　理解自動(dòng)控制原理中的關(guān)于開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)的概念以及二者之間的區(qū)別和聯(lián)系。</p><p>　　理解在自動(dòng)控制系統(tǒng)中對(duì)不同的系統(tǒng)選用不同的校正方式，以保證得到最佳的系統(tǒng)。</p><p>　　理解在校正過(guò)程中的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度，截止頻率，超前(滯后)角頻率，分度系數(shù)，時(shí)間常數(shù)等參數(shù)。</p>&l

5、t;p>　　學(xué)習(xí)MATLAB在自動(dòng)控制中的應(yīng)用，會(huì)利用MATLAB提供的函數(shù)求出所需要得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容與安排</p><p>　　1. 布置任務(wù)書(shū)，查閱資料設(shè)計(jì)、計(jì)算（１天）</p><p>　　2. 程序設(shè)計(jì)、上機(jī)調(diào)試程序（３天）</p><p>　　3. 調(diào)試、驗(yàn)收，書(shū)寫(xiě)報(bào)告（0.5天）<

6、;/p><p>　　4. 成績(jī)?cè)u(píng)定（0.5天）</p><p><b>　　四、課程設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)思想：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)串聯(lián)超前校正環(huán)節(jié)，適當(dāng)?shù)剡x擇參數(shù)a和T,就可以使其校正后系統(tǒng)的靜態(tài)速度誤差系數(shù)，相角裕度等滿足指標(biāo)的要求，從而改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性

7、能。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟：</b></p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p>　　1) 根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能要求，確定開(kāi)環(huán)增益K K=6.</p><p>　　2) 利用已確定的開(kāi)環(huán)增益K，畫(huà)出校正前的開(kāi)環(huán)Bode圖STEP圖和閉環(huán)Nyquist圖。計(jì)算未校

8、正系統(tǒng)的相角裕量。</p><p>　　3)根據(jù)已校正系統(tǒng)希望的剪切率，計(jì)算超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。</p><p>　　3.74rad/s, 1800-1590 =210</p><p>　　由于題目要求=450，因此,</p><p>　　所以450-210+，先選取=200，</p><p><b>　　于是

9、有：=440，</b></p><p>　　sin()=a-1/a+1=0.7547求出a=6.55</p><p>　　-L()=Lc()=10Lg(a)=10Lg(6.55)=8.1624</p><p>　　得 ==6.55rad/s</p><p><b>　　確定超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)T</b></p&

10、gt;<p>　　T=1/（ωm*sqrt（a））=0.06343</p><p>　　所以，超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為: </p><p>　　校正后的開(kāi)環(huán)傳函為:</p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p>　　4)驗(yàn)算已校正系統(tǒng)的相角裕量</p><p>　　驗(yàn)

11、證相裕角度為410不符合題目要求繼續(xù)驗(yàn)證，重復(fù)上述過(guò)程，最后確定=270得相角裕度正好為45度，滿足條件.</p><p><b>　　所以 6.51，</b></p><p>　　確定超前網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為 T=1/（ωm*sqrt（a））=0.05375</p><p>　　所以，超前網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為: </p><p>

12、　　校正后的開(kāi)環(huán)傳函為:</p><p><b>　　3．設(shè)計(jì)程序代碼：</b></p><p><b>　　1）校正前程序：</b></p><p><b>　　num=6;</b></p><p>　　f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1];</

13、p><p>　　den=conv(f1,conv(f2,f3));</p><p>　　[mag,phase,w]=bode(num,den);</p><p>　　figure(1);</p><p>　　margin(mag,phase,w);</p><p><b>　　hold on;</b>

14、</p><p>　　figure(2);</p><p>　　s1=tf(num,den);</p><p>　　sys=feedback(s1,1);</p><p>　　step(sys);</p><p><b>　　hold on;</b></p><p>　　f

15、igure(3);</p><p>　　nyquist(sys);</p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p>　　校正前 STEP圖，開(kāi)環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖如下：</p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p>&l

16、t;b>　　2）校正后程序：</b></p><p><b>　　num1=6;</b></p><p>　　num2=[0.4383,1];</p><p>　　num=conv(num1,num2);</p><p>　　f1=[1,0],f2=[0.1,1],f3=[0.3,1],f4=[0.05

17、375,1];</p><p>　　den=conv(f1,conv(f2,conv(f3,f4)));</p><p>　　[mag,phase,w]=bode(num,den);</p><p>　　figure(1);</p><p>　　margin(mag,phase,w);</p><p><b>

18、;　　hold on;</b></p><p>　　figure(2);</p><p>　　s1=tf(num,den);</p><p>　　sys=feedback(s1,1);</p><p>　　step(sys);</p><p><b>　　hold on;</b><

19、;/p><p>　　figure(3);</p><p>　　nyquist(sys);</p><p>　　校正后的STEP圖，開(kāi)環(huán)Bode圖和閉環(huán)Nyquist圖如下：</p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p>　　大 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙<

20、/p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)心得與體會(huì)：</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)讓我知道了跟軌跡法頻率特性法及乃奎斯特圖法，通過(guò)課設(shè)實(shí)踐對(duì)上述方法有了更深如的理解，并通過(guò)本次設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)到了所學(xué)原理知識(shí)的應(yīng)用。闊寬了視野。最終能夠完整的完成此次課程設(shè)計(jì)，鍛煉了自己查詢資料，閱讀資料，運(yùn)用資料的能力。加強(qiáng)了個(gè)人獨(dú)立思考的能力，最終得到了比較正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　　大

21、 連 海 洋 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 紙</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　《自動(dòng)控制原理》 孟華 編著 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　《自動(dòng)控制原理》胡壽松 編著 科學(xué)出版社</p><p>　　《控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》李宜達(dá) 編著 清華大學(xué)出版社<