自動控制原理课程设计任务书.doc

“自控原理课程设计”参考资料 一、校正装置计算方法 设超前校正装置传递函数为： ，rd1 若校正后系统的截止频率?c?=?m，原系统在?c?处的对数幅值为L(?c?)，则： 由此得： 由，得时间常数T为： 二、利用Matlab仿真软件进行辅助分析 设原系统传递函数为，校正装置传递函数为， 则校正后传递函数为 1、绘制原系统W(s)对数频率特性，并求原系统幅值裕量、相位裕量、相位穿越频率和幅值穿越频率。 num=[10]; den=[1,1,0]; W=tf(num,den); %求原系统传递函数W(s) bode(W); %绘制原系统对数频率特性 margin(W); %求原系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率 [Gm,Pm,wj,wc]=margin(W); grid; %绘制网格线（该条指令可有可无） 图1 校正前系统伯德图 2、绘制校正装置Wc(s)频率特性 numc=[,1]; denc=[1/9.87,1]; Wc=tf(numc,denc); bode(Wc); grid; 图2 校正伯德图 3、绘制校正后系统W?(s) 频率特性，并求校正后系统幅值裕量、相位裕量、相位穿越频率和幅值穿越频率 numh=conv(num,numc); denh=conv(den,denc); Wh=tf(numh,denh); %求校正后系统传递函数W?(s) bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性 margin(Wh); %求校正后系统幅值裕度、相位裕度、相位穿越频率和幅值穿越频率 [Gm,Pm,wj,wc]=margin(Wh); grid; %绘制网格线 图3校正系统伯德图 4、在同一坐标系里绘制校正前、校正装置和校正后系统频率特性 bode(W,:); %绘制原系统对数频率特性 hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性 bode(Wc,-.); %绘制校正装置对数频率特性 hold on; %保留曲线，以便在同一坐标系内绘制其他特性 bode(Wh); %绘制校正后系统对数频率特性grid; %绘制网格线（该条指令可有可无） 图4 校正前、后、校正装置伯德图 三、利用Matlab/Simulink求校正前、后系统单位阶跃响应 1、原系统单位阶跃响应 原系统仿真模型如图5所示。 图5原系统仿真模型 系统运行后，其输出阶跃响应如图6所示。 图6 原系统阶跃向应曲线 2、校正后系统单位阶跃响应 校正后系统仿真模型如图7所示。 图7 校正后系统仿真模型 系统运行后，其输出阶跃响应如图8所示。 图8 校正后系统阶跃向应曲线 3、校正前、后系统单位阶跃响应比较 仿真模型如图9所示。 图9 校正前、后系统仿真模型 系统运行后，其输出阶跃响应如图10所示。 图10 校正前、后系统阶跃响应曲线