自動控制系统传递函数稳定性分析.doc

中北大学 课 程 设 计 说 明 书 学生姓名： 董桉戈 学 号： 1121011020 学 院： 软件学院 专 业： 机电与一体化软件设计 题 目： 自动控制系统传递函数稳定性分析 指导教师： 史源源 职称: 讲 师 2014 年 6 月 27 日 中北大学 课程设计任务书 2013~2014 学年第 二 学期 学 院： 机械工程与自动化学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 董桉戈 学 号： 1121011020 课程设计题目： 自动控制系统传递函数稳定性分析 起 迄 日 期： 6月 16 日～ 6 月 27 日 课程设计地点： 指 导 教 师： 史源源 讲师 负 责 人： 赵俊生 副教授 下达任务书日期: 2014 年 6 月 16 日 课 程 设 计 任 务 书 1．设计目的： 巩固已经学过的知识，加深对知识的理解和应用，加强学科间的横向联系，学会应用MATLAB对实际问题进行仿真。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 已知系统的开环传递函数为，试分析时间常数和的相对大小对系统稳定性的影响，并画出他们所对应的奈氏图。 1. ﹤ 2.﹦ 3. ﹥ 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 课 程 设 计 任 务 书 4．主要参考文献： 胡寿松. 自动控制原理(第四版).北京：出版社，2001聂祥飞，王海宝，谭泽富 MATLAB程序设计及其在信号处理中的应用5．设计成果形式及要求： 课程设计计算说明书一份 6．工作计划及进度： 2014年6月日月日月日月日月日月日月日月日 1引言 6 2用开环频率特性判断闭环系统稳定性判据 6 3对数频率响应稳定判据 7 4 MATLAB数据分析测试 9 5 测试结果分析 24 1引言 由于求解高阶系统时域响应十分困难，时域分析法主要适用于低阶系统的性能分析，在高阶系统的性能分析中，应用时域分析法较为困难。 频域分析法主要适用于线性定常系统，是分析和设计控制系统的一种实用的工程方法，应用十分广泛。它克服了求解高阶系统时域响应十分困难的缺点，可以根据系统的开环频率特性去判断闭环系统的稳定性，分析系统参数对系统性能的影响，在控制系统的校正设计中应用尤为广泛。 频率特性是频域分析法分析和设计控制系统时所用的数学模型，它既可以根据系统的工作原理，应用机理分析法建立起来，应用机理分析法建立起来，也可以由系统的其它数学模型（传递函数、微分方程等）方便地转换过来，或用实验法来确定。本章介绍频率特性的基本概念、典型环节和系统的开环频率特性、乃奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性、由系统开环频率特性求闭环频率特性的方法、系统性能的频域分析方法以及频率特性的实验确定方法。 2用开环频率特性判断闭环系统稳定性判据 设G(s)为系统开环传递函数，在G(s)中取s＝jω得到系统开环频率响应G（jω）。当参变量ω 由0变化到+∞时，可在复数平面上画出 G（jω）随ω的变化轨迹，称为奈奎斯特图。奈奎斯特稳定判据的基本形式表明，如果系统开环传递函数G(s)在s复数平面的虚轴jω上既无极点又无零点，那么有 Z＝P-2N 　　Z是闭环控制系统的特征方程在右半s平面上根的个数，所谓特征方程是传递