水箱液位控制系统校正装置设计.doc

自动控制课程设计 课题设计名称：水箱液位控制系统校正装置设计 水箱液位控制系统校正装置设计 1.设计目的 完成水箱液位控制系统校正装置设计的课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、一般电学系统自动控制方法的基础上，用MATLAB实现系统的仿真与调试。 2.设计原理 校正，就是在系统中加入一些附加校正装置，使系统整个特性发生变化，从而满足给定的各项性能指标。串联滞后校正是利用滞后网络或PI控制器进行串联校正的基本原理，利用其具有负相移和负幅值的特斜率的特点，幅值的压缩使得有可能调大开环增益，从而提高稳定精度，也能提高系统的稳定裕度。 3.设计步骤 （1）利用已确定的的开环传递函数，画出待校正系统的bode图，并观察其稳定性（不稳定，需要校正） （2）计算系统的截止频率，相角裕度和幅值裕度等参数。 （3）在bode图上求出的未校正系统相角裕量 处的频率作为矫校正后的系统的剪切频率，ε=—。 （4）求滞后网络的和值。 。 （6）画出校正前后系统bode图，对比校验性能指标。 （7）进行simulink仿真。 4.设计要求 已知单位反馈的水箱液位控制系统，系统被控对象的传 递函数：用频域设计法对系统进行滞后校正设计，使系统满足 ，校正后剪切频率， 校正后相位裕量。 解： 因为，所以，取 绘制出未校正系统的bode图 程序步骤： num=30; f1=[1,0];f2=[0.1,1]; f3=[0.2,1]; den=conv(f1,conv(f2,f3)); bode(num,den) 由图可得系统未校正剪切频率，系统的相角裕量为 幅值裕量 5.86dB （3） 未校正系统中对应相角裕量为时的剪切频率?????????????????????????????解得，此频率作为校正后系统开环剪切频率。 （4） 当时，令未校正系统的开环对数幅值为，从而可得到校正装置的参数，即 ??????????????得????????????求出??????????选取 rad/s 滞后校正装置的传递函数为 校正后系统的开环传递函数为 绘制出校正后的bode图 相较稳定裕度为 五.课程设计总结与体会 尽管在这一次的课程设计中遇到了很多以前没有碰到过的计算机知识和在自动控制学习过程中没有彻底掌握的知识，给我们这一次的设计带来了极大的障碍，但是最终还是做完了，心情还是比较有成就感的，并且掌握了更多的知识，给我以后其他客场的学习敲下了警钟——只有掌握扎实的基础才能熟练运用所学的知识。 参考文献： 谢克鹏主编 《自动控制原理》第二版 电子工业出版社 窦日轩主编 《自动控制原理》机械工业出版社