版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目錄</b></p><p> 一、課設(shè)的任務(wù)與要求1</p><p> I、課設(shè)的題目與問題1</p><p> II課設(shè)的范化要求1</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)正文3</b></p><p><b> I、
2、第一問3</b></p><p> 1-1 題目的處理3</p><p> 1-2 題目的代碼3</p><p> 1-3 運(yùn)行的的結(jié)果3</p><p><b> 1-4 比較4</b></p><p><b> II 、第二問5</b>&
3、lt;/p><p> 2-1 題目的處理5</p><p> 2-2 題目的代碼5</p><p> 2-3 運(yùn)行的結(jié)果5</p><p><b> K>06</b></p><p><b> K<06</b></p><p&g
4、t;<b> III、第三問6</b></p><p> 3-1 題目的處理6</p><p> 3-3 運(yùn)行的結(jié)果7</p><p><b> 3-4 結(jié)論8</b></p><p><b> IV、第四問8</b></p><p>
5、; 第四問中的第一小題8</p><p> 4-1-1題目的分析8</p><p> 4-1-2題目的代碼8</p><p> 4-1-3運(yùn)行結(jié)果9</p><p> 4-1-4 系統(tǒng)的校正9</p><p> 4-1-4-1 超前校正9</p><p> 4-1-4-
6、2 滯后校正10</p><p> 第四問中的第二小題11</p><p> 4-2-1題目的分析11</p><p> 4-2-2題目的代碼11</p><p> 4-2-3 運(yùn)行的結(jié)果12</p><p> 4-2-4 系統(tǒng)校正12</p><p> 4-2-4-1
7、超前校正12</p><p> 4-2-4-2 滯后校正13</p><p><b> 三、附錄16</b></p><p><b> 第一問16</b></p><p><b> 第二問17</b></p><p><b>
8、; K>017</b></p><p><b> K<017</b></p><p><b> 第三問18</b></p><p><b> 第四問19</b></p><p><b> 第一題19</b><
9、;/p><p> 未校正的單位階躍響應(yīng)圖19</p><p> 未校正前的BODE 圖19</p><p><b> 超前校正19</b></p><p><b> 滯后校正21</b></p><p><b> 第二題21</b><
10、;/p><p> 未校正的單位階躍響應(yīng)圖22</p><p> 可得未校正前的BODE 圖22</p><p><b> 超前校正22</b></p><p><b> 滯后校正23</b></p><p> 滯后—超前校正24</p><
11、p><b> 四、 總結(jié)26</b></p><p><b> 五、參考文獻(xiàn)26</b></p><p> 一、課設(shè)的任務(wù)與要求</p><p> I、課設(shè)的題目與問題</p><p> 題目:已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)被控制對(duì)象的開環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>&
12、lt;b> 問題:</b></p><p> 分析系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的時(shí)域性能指標(biāo)</p><p> 當(dāng)時(shí),繪制系統(tǒng)的根軌跡,分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性</p><p> 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行頻域分析,繪制其Nyquist圖及Bode圖,確定閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性</p><p> 用串聯(lián)校正的頻率域方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì),使系統(tǒng)滿足如下
13、動(dòng)態(tài)及靜態(tài)性能指標(biāo):</p><p> 4.1設(shè)計(jì)串聯(lián)校正滿足下列性能指標(biāo)</p><p> ?。?)在單位斜坡信號(hào)作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差;</p><p> (2)系統(tǒng)校正后,相位裕量。</p><p> 4.2設(shè)計(jì)串聯(lián)校正滿足下列性能指標(biāo)</p><p> ?。?)在單位斜坡信號(hào)作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差;<
14、;/p><p> ?。?)系統(tǒng)校正后,相位裕量。</p><p> ?。?)系統(tǒng)校正后,幅值穿越頻率。</p><p><b> II課設(shè)的范化要求</b></p><p> 單位階躍響應(yīng)時(shí)域指標(biāo)的分析:繪制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線,利用曲線計(jì)算系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的時(shí)域性能指標(biāo),包括上升時(shí)間,峰值時(shí)間,調(diào)節(jié)時(shí)間,超調(diào),振蕩次
15、數(shù)</p><p> 根據(jù)Matlab相關(guān)命令繪制系統(tǒng)的根軌跡,通過(guò)根軌跡分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性</p><p> 根據(jù)Matlab相關(guān)命令繪制系統(tǒng)的Nyquist圖和Bode圖,由圖分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性及穩(wěn)定裕度</p><p> 按如下步驟,利用頻率域串聯(lián)校正方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的串聯(lián)校正設(shè)計(jì):</p><p> ?。?)根據(jù)要求的穩(wěn)態(tài)品質(zhì)指標(biāo),求
16、系統(tǒng)的開環(huán)增益值;</p><p> ?。?)根據(jù)求得的值,畫出校正前系統(tǒng)的Bode圖,并計(jì)算出幅值穿越頻率、相位裕量(要求利用MATLAB軟件編程進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)),以檢驗(yàn)性能指標(biāo)是否滿足要求。若不滿足要求,則執(zhí)行下一步;</p><p> (3)畫出串聯(lián)校正結(jié)構(gòu)圖,分析并選擇串聯(lián)校正的類型(超前、滯后和滯后-超前校正)。(若可以采用多種方法,分別設(shè)計(jì)并進(jìn)行比較)</p>&
17、lt;p> ?。?)確定校正裝置傳遞函數(shù)的參數(shù);</p><p> ?。?)畫出校正后的系統(tǒng)的Bode圖,并校驗(yàn)系統(tǒng)性能指標(biāo)(要求利用MATLAB軟件編程進(jìn)行輔助設(shè)計(jì))。若不滿足,跳到第(4)步。否則進(jìn)行下一步。</p><p> ?。?)提出校正的實(shí)現(xiàn)方式及其參數(shù)。(要求實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)校正前、后系統(tǒng)并得到的校正前后系統(tǒng)的階躍響應(yīng))</p><p> ?。?)若采用
18、不同串聯(lián)校正方法進(jìn)行設(shè)計(jì),比較不同串聯(lián)校正方法的特點(diǎn)。(穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能和實(shí)現(xiàn)的方便性的比較)</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)正文</b></p><p><b> I、第一問</b></p><p><b> 1-1 題目的處理</b></p><p>&
19、lt;b> 設(shè)</b></p><p><b> K = 10 時(shí)</b></p><p><b> K* = 100</b></p><p> GK = 100/[s(s+1)]</p><p> G = 100/[s^2+10s+100]</p><
20、;p><b> 1-2 題目的代碼</b></p><p> 在MATLAB 中運(yùn)行以下代碼:</p><p> GK = tf([100],[1 10 0]);</p><p> G = tf([100],[1 10 100]);</p><p><b> step(G)</b>&
21、lt;/p><p><b> Wn = 10;</b></p><p> Kexi = 10/(2*Wn);</p><p> Beta = acos(Kexi);</p><p> Wd = Wn*sqrt(1-Kexi^2);</p><p> Tr = (pi-Beta)/Wd;<
22、;/p><p> Tp = pi/Wd;</p><p> Ts = 4.4/(Kexi*Wn);</p><p> Ct = exp(-pi*Kexi/sqrt(1-Kexi^2))*100;</p><p> 1-3 運(yùn)行的的結(jié)果</p><p> Transfer function——G :</p&g
23、t;<p><b> 100</b></p><p> -----------------------</p><p> s^2 + 10 s + 100</p><p><b> Wn =</b></p><p><b> 10</b></p&g
24、t;<p><b> Kexi =</b></p><p><b> 0.5000</b></p><p><b> Beta =</b></p><p><b> 1.0472</b></p><p><b> Wd =
25、</b></p><p><b> 8.6603</b></p><p><b> Tr =</b></p><p><b> 0.2418</b></p><p><b> Tp =</b></p><p>&
26、lt;b> 0.3628</b></p><p><b> Ts =</b></p><p><b> 0.8800</b></p><p><b> Ct =</b></p><p><b> 16.3034</b></
27、p><p><b> 1-4 比較</b></p><p> 以上數(shù)據(jù)與圖中數(shù)據(jù)相吻合</p><p><b> II 、第二問</b></p><p><b> 2-1 題目的處理</b></p><p><b> GK = <
28、/b></p><p><b> K*</b></p><p> ------------- </p><p> s^2 + 10 s </p><p> 分K* > 0 和K* < 0 兩項(xiàng)</p><p><b> 2-2 題目的代碼<
29、/b></p><p> 在MATLAB 中運(yùn)行以下代碼:</p><p> 當(dāng)K* > 0 時(shí);</p><p> num = [1];</p><p> den = [1 10 0];</p><p> rlocus(num,den);</p><p> [K p]
30、= rlocfind (num,den)</p><p> title(‘ROOT LOCUS’);</p><p><b> K* < 0 時(shí)</b></p><p> num = [-1];</p><p> den = [1 10 0];</p><p> rlocus(nu
31、m,den);</p><p> [K* p] = rlocfind (num,den);</p><p><b> 2-3 運(yùn)行的結(jié)果</b></p><p> K* = 72.8796 即 K = 7.28396</p><p> p = -14.8934 4.8934</p>
32、<p><b> K>0</b></p><p><b> K<0</b></p><p><b> 2-4 結(jié)論</b></p><p> 由圖可看出K* > 0 即K > 0可滿足系統(tǒng)穩(wěn)定;</p><p> 由圖可看出 K* &
33、lt; 0 即 K <0 時(shí) ,系統(tǒng)不穩(wěn)定 </p><p><b> III、第三問</b></p><p><b> 3-1 題目的處理</b></p><p> 由以上可知 K > 0 時(shí) ,系統(tǒng)都穩(wěn)定</p><p> 故設(shè) K = 10 , K* = 100;</
34、p><p> 則 GK = 100/[s(s+10)];</p><p><b> 3-2 題目的代碼</b></p><p> 在 MATLAB 中代碼為:</p><p> num = [100];</p><p> den = [1 10 0];</p><p>
35、; [mag phase w]=bode(num,den)</p><p> margin(mag,phase, w)</p><p> nyquist(num,den)</p><p><b> grid</b></p><p><b> 3-3 運(yùn)行的結(jié)果</b></p>
36、<p><b> 3-4 結(jié)論</b></p><p> 根據(jù)nyquist 穩(wěn)定判據(jù),R=0,P=0,Z=0 </p><p><b> 可知系統(tǒng)穩(wěn)定</b></p><p><b> IV、第四問</b></p><p><b> 第四問中的
37、第一小題</b></p><p> 4-1-1題目的分析</p><p> 由單位斜坡信號(hào)作用下</p><p> < =0.01 得出 K = 100 </p><p> GK = 100/[s(0.1s+1)];</p><p> 先做出未校正前的相關(guān)圖形;</p>&l
38、t;p> 4-1-2題目的代碼</p><p> Gk = tf([100],[0.1 1 0]);</p><p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b> step(G)</b></p><p> num1 = [100];</p><p> den
39、1 = [0.1 1 0];</p><p> figure(1);</p><p> [mag1,phase1,w] = bode(num1,den1);</p><p> margin(mag1,phase1, w)</p><p><b> 4-1-3運(yùn)行結(jié)果</b></p><p>
40、; 看圖可知不滿足相位裕度 > 45</p><p><b> ?。▓D見附錄)</b></p><p> 4-1-4 系統(tǒng)的校正</p><p> 4-1-4-1 超前校正</p><p> 4-1-4-1-1 問題的計(jì)算</p><p> 由計(jì)算可得 T = 0.04s
41、 a = 3.36 ;</p><p> Gc = (0.s+1)/(0.04s+1);</p><p><b> 結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b> 原理圖</b></p><p> 4-1-4-1-2 題目的代碼</p><p><b> 代碼
42、;</b></p><p> Gk = tf (num0,den0);</p><p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b> step(G)</b></p><p><b> 代碼; </b></p><p> num2 =
43、 [0.031 1];</p><p> den2 = [0.062 1];</p><p> num0 = conv (num2,num1);</p><p> den0 = conv (den2,den1);</p><p> [mag0,phase0,w] = bode(num0,den0);</p><p&
44、gt;<b> figure;</b></p><p> margin(mag0,phase0, w)</p><p> 4-1-4-1-3 運(yùn)行的結(jié)果</p><p><b> ?。▓D見附錄)</b></p><p> 4-1-4-2 滯后校正</p><p>
45、4-1-4-2-1問題的計(jì)算</p><p> 計(jì)算可得 T = 11.87 b = 0.104 ;</p><p> Gc = (1+1.23s)/(1+11.87s)</p><p><b> 結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b> 原理圖</b></p><p
46、> 4-1-4-2-2問題的代碼</p><p><b> figure</b></p><p> num3 = [1.23 1];</p><p> den3 = [11.87 1];</p><p> num4 = conv (num3,num1);</p><p> den
47、4 = conv (den3,den1);</p><p> [mag4,phase4,w] = bode(num4,den4);</p><p> margin(mag4,phase4,w);</p><p><b> 由代碼</b></p><p> Gk = tf (num4,den4);</p>
48、;<p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b> step(G)</b></p><p> 4-1-4-2-3運(yùn)行的結(jié)果</p><p><b> ?。▓D見附錄)</b></p><p><b> 第四問中的第二小題</b>&l
49、t;/p><p> 4-2-1題目的分析</p><p> 由題 在單位斜坡信號(hào)作用下,系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差 <= 0.005 得出 K = 200;</p><p> GK = 200/[s(0.1s+1)];</p><p> 先做出未校正前的相關(guān)圖形;</p><p> 4-2-2題目的代碼</p&
50、gt;<p><b> 由代碼</b></p><p> Gk = tf([200],[0.1 1 0]);</p><p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b> step(G)</b></p><p><b> 由代碼</b&g
51、t;</p><p> num1 = [200];</p><p> den1 = [0.1 1 0];</p><p> [mag1,phase1,w] = bode(num1,den1);</p><p> margin(mag1,phase1,w)</p><p> 4-2-3 運(yùn)行的結(jié)果</p&
52、gt;<p><b> (圖見附錄)</b></p><p> 4-2-4 系統(tǒng)校正</p><p> 4-2-4-1 超前校正</p><p> 4-2-4-1-1 題目的計(jì)算</p><p> 由計(jì)算 可得 T = 0.016s a = 1.63;</p><p>
53、 Gc = (1+0.026s)/(1+0.016s);</p><p><b> 結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b> 原理圖</b></p><p> 4-2-4-1-2 題目的代碼</p><p><b> 由代碼 </b></p><
54、p> num2 = [0.026 1];</p><p> den2 = [0.016 1];</p><p> num0 = conv (num2,num1);</p><p> den0 = conv (den2,den1);</p><p> [mag0,phase0,w] = bode(num0,den0);</
55、p><p><b> figure;</b></p><p> margin(mag0,phase0,w);</p><p><b> 由代碼</b></p><p> Gk = tf (num0,den0);</p><p> G = feedback(Gk,1);&
56、lt;/p><p><b> step(G)</b></p><p> 4-2-4-1-3 運(yùn)行的結(jié)果</p><p><b> ?。ㄒ姼戒洠?lt;/b></p><p> 4-2-4-2 滯后校正</p><p> 4-2-4-2-1 問題的分析</p>
57、<p> 計(jì)算可得 T = 23.52 b = 0.052 ;</p><p> Gc = (1+1.22s)/(1+23.52s)</p><p><b> 結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b> 原理圖</b></p><p> 4-2-4-2-2 問題的代碼</
58、p><p><b> 由代碼</b></p><p><b> Figure</b></p><p> num3 = [1.22 1];</p><p> den3 = [23.52 1];</p><p> num4 = conv (num3,num1);</p
59、><p> den4 = conv (den3,den1);</p><p> [mag4,phase4,w] = bode(num4,den4);</p><p> margin(mag4,phase4,w);</p><p><b> 由代碼 </b></p><p> Gk = tf
60、(num4,den4);</p><p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b> step(G)</b></p><p> 4-2-4-2-3 運(yùn)行的結(jié)果</p><p><b> ?。ㄒ姼戒洠?lt;/b></p><p> 4-2-4-3 滯
61、后—超前校正</p><p> 4-2-4-3-1 問題的分析</p><p> 計(jì)算可得 Tb = 0.1 = 50 a = 40 = 0.51 rad/s</p><p> Gc = [ (1+1.28s)(1+0.1s) ] / [ (1+5.02s)(1+0.03s) ];</p><p><b&
62、gt; 結(jié)構(gòu)圖</b></p><p><b> 原理圖</b></p><p> 4-2-4-3-2 問題的代碼</p><p><b> 由代碼 </b></p><p> num5 =conv([20 1],[0.1 1]) ;</p><p>
63、 den5 = conv([78.4 1],[0.0025 1]);</p><p> num6 = conv (num5,num1);</p><p> den6 = conv (den5,den1);</p><p> [mag6,phase6,w] = bode(num6,den6);</p><p><b> fig
64、ure</b></p><p> margin(mag6,phase6,w);</p><p><b> 由代碼</b></p><p> Gk = tf (num6,den6);</p><p> G = feedback(Gk,1);</p><p><b>
65、step(G)</b></p><p> 4-2-4-3-3 運(yùn)行的結(jié)果</p><p><b> ?。ㄒ姼戒洠?lt;/b></p><p><b> 三、附錄</b></p><p><b> 第一問</b></p><p> 在MAT
66、LAB 中運(yùn)行以下代碼:</p><p> GK = tf([100],[1 10 0]);</p><p> G = tf([100],[1 10 100]);</p><p><b> step(G)</b></p><p><b> Wn = 10;</b></p>&l
67、t;p> Kexi = 10/(2*Wn);</p><p> Beta = acos(Kexi);</p><p> Wd = Wn*sqrt(1-Kexi^2);</p><p> Tr = (pi-Beta)/Wd;</p><p> Tp = pi/Wd;</p><p> Ts = 4.4/
68、(Kexi*Wn);</p><p> Ct = exp(-pi*Kexi/sqrt(1-Kexi^2))*100;</p><p><b> 第二問</b></p><p><b> K>0</b></p><p><b> K<0</b></p&g
69、t;<p><b> 第三問</b></p><p><b> 第四問</b></p><p><b> 第一題</b></p><p> 未校正的單位階躍響應(yīng)圖</p><p> 未校正前的BODE 圖</p><p><
70、b> 超前校正</b></p><p> 可得校正后的 BODE 圖</p><p> 可得超前校正后的單位階躍響應(yīng)圖</p><p><b> 滯后校正</b></p><p> 可得校正后的BODE 圖</p><p> 可得滯后校正后的單位階躍響應(yīng)圖</p
71、><p><b> 第二題</b></p><p> 未校正的單位階躍響應(yīng)圖</p><p> 可得未校正前的BODE 圖</p><p><b> 超前校正</b></p><p> 可得校正后的 BODE 圖</p><p> 可得超前校正
72、后的單位階躍響應(yīng)圖</p><p><b> 滯后校正</b></p><p> 可得校正后的BODE 圖</p><p> 可得滯后校正后的單位階躍響應(yīng)圖</p><p><b> 滯后—超前校正</b></p><p> 可得超前—滯后 校正后的單位階躍響應(yīng)圖&
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告
- 901 自動(dòng)控制原理控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)、過(guò)渡過(guò)程 …
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 課程設(shè)計(jì)---自動(dòng)控制原理
- 《自動(dòng)控制原理》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
- 自控課程設(shè)計(jì)--自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì) (2)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì) (3)
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)-電冰箱的自動(dòng)控制
- 基于等效開環(huán)傳遞函數(shù)的自抗擾控制.pdf
- 自動(dòng)控制原理課程設(shè)計(jì)matlab仿真
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論